山东省冠县武训高级中学2013届高三物理一轮复习课件 曲线运功万有引力 万有引力与航天复习课件sk.ppt

高三总复习 必修2 4、4万有引力定及其应用 宇宙航行 学.科.网 zxxkw 一、开普勒三定律 1、开普勒第一定律（椭圆轨道定律） 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 2、开普勒第二定律 （面积定律） 对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 太阳不是椭圆中心，不同行星的半长轴不同 近日点速率大于远日点速率 角速度、加速度也较大 一、行星的运动 3、开普勒第三定律 （周期定律） 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 ①R为椭圆半长轴，T为周期，K与行星无关，大小与中心天体的质量有关有关（中心天体不同k不同） ②开普勒第三定律适用所有围绕星球运动的行星或卫星（包括绕地卫星的）运动 R 1、 绕有两个人造地球卫星，它们地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为 。 对于圆形轨道，半长轴看圆半径 zxxkw 二、万有引力定律内容 1.内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。 3.引力常量：G=6.67×10-11Nm2/kg2，数值上等于两个质量均为1kg的物体相距1米时它们之间的相互吸引力。 2.公式: 4．适用条件： (1)适用于质点 当两物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点． 4.万有引力的适用条件： (3)若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。 (2)当两物体是质量分布均匀的球体时,式中r指两球心间的距离. 一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r为球心到两球心间的距离． 5.万有引力的特征: (1)普遍性:普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体间的吸引力.是自然界的基本相互作用之一. (3)宏观性:通常情况下，万有引力非常小,只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的实际意义. (2)相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律. 学.科.网 三.万有引力定律的应用 1 “天上”：万有引力提供向心力 2 “地上”：万有引力近似等于重力 重要的近似： 3、应用万有引力解决实际问题 当r=r0(即贴近被测天体表面飞行)时，有ρ=3π/(GT2) ①天体质量和密度的估算 方法一：利用万有引力定律计算中心天体的质量和密度。 设中心天体质量为M，绕行天体质量为m 这给我们提供了测量未知天体密度的一种简便方法。 只能用于测定中心天体，不能测绕行天体。 注意： 3、应用万有引力解决实际问题 方法二：利用重力与万有引力近似相等，估算天体的质量和密度。 对在天体表面上的物体有 式中g为天体表面的重力加速度，R为天体的半径 四、人造卫星及宇宙速度 1.人造卫星 在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。简称人造卫星。 2.人造卫星的运动规律 人造卫星运动近似看做匀速圆周运动，卫星运动所需要的向心力就是它所受的万有引力。即：万有引力提供向心力。 半径与线速度、角速度、周期 、向心加速度的关系 R增大 V减小 R增大 ?减小 R增大 T增大 R增大 a减小 学.科.网 2．宇宙飞船在飞行中需要多次“轨道维持”．所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间及推力的大小和方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行．如果不进行“轨道维持”，由于飞船受轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况将会是 (　　) A．动能、重力势能和机械能都逐渐减小 B．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能保持不变 C．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能保持不变 D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小 D 五.宇宙速度 (1)第一宇宙速度：V=7.9km/s 第一宇宙速度是最小发射速度，最大绕行速度。 第一宇宙速度： V1=7.9km/s （地面附近、匀速圆周运动） V1=7.9km/s 如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨迹不是圆而是是椭圆。 (2)第二宇宙速度(脱离速度）：当物体的速度大于或等11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，成为绕太阳运动的行星或到其它行星上去。我们把这个速度叫第二宇宙速度。 达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。 月球未超越地球的引力范围，发射到月球只要 v≥10.848km/s,不需要达到第二宇宙速度 (3)第