3.3万有引力律的应用.pptVIP

1-75 一.万有引力和重力的关系 随地球一起自转的物体，重力是地球对物体的万有引力的一个分力。 重力的方向不总是指向地心。 赤道处物体a向的大小： 一.万有引力和重力的关系 比较a向与g的大小： 上式表明，一般情况下可认为地球表面物体的重力跟所受万有引力相等！ 即： 月亮绕地球的周期为T，环绕半径为r，则由此可得地球质量的表达式为__________，若地球半径为R，则其密度的表达式是_________ 地面上的重力加速度是9.8N/kg，地球的半径为6400km。请问地球的质量是多少？地球的平均密度是多少？ 应用之五：人造地球卫星 宇宙速度 同学们再算算，近地卫星的周期又是多少呢？ ⑴什么是地球同步卫星？——所谓地球同步卫星是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期与地球自转的周期相同。T＝24h。⑵地球同步卫星满足的条件①所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上。②所有的同步卫星的轨道高度为一个定值。 (2)地球同步卫星具有四定A、定轨道平面（赤道平面）B、定周期（24h）C、定高度（离地面大约3.6x104km）D、定速度（约3.4km/s） 【例题】人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是： A.半径越大，速率越大，周期越小 B.半径越大，速率越小，周期越大 C.所有卫星的角速度相同，与半径无关 D.所有卫星的速率均相同，与半径无关 ③第三宇宙速度（逃逸速度）：v=16.7千米/秒； （卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度） 1.宇宙速度 ①第一宇宙速度（环绕速度）：v=7.9千米/秒； （地球卫星的最小发射速度，地球卫星最大的绕行速度） ②第二宇宙速度（脱离速度）：v=11.2千米/秒； （卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度） 我们能否发射一颗周期为50min的卫星呢？ 不能！！ 代入数据得：h=3.6×107(m) 2.同步卫星 【说明】 1.为了同步卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。 2.同步卫星主要用于通讯。要实现全球通讯，只需三颗同步卫星即可。 【例题】人造卫星的天线偶然折断，天线将做： A.自由落体运动 B.平抛运动 C.远离地球飞向太空 D.继续和卫星一起沿轨道运转 【答案】 D 【答案】B 第二节 万有引力定律的应用 * * 第二节 万有引力定律的应用 一.学习目标 1.了解应用万有引力定律解决问 题的基本思路. 3.会根据条件计算天体的密度. 2.掌握两种算天体质量的方法 4.会比较两个行星各物理量的大小 5.了解发现未知天体的基本思路 1、物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式 2、万有引力定律公式： 复习提问： 2、引力常量的测量 【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？ 科学方法——放大法 卡文迪许 卡文迪许扭秤实验 二.基本思路 1.将行星（或卫星）的运动看成 是匀速圆周运动. 2.万有引力充当向心力F引=F向.或在球体表面附近F引=G重 二.基本思路 （地球表面） F引 FN G 黄金代换！ 四.应用一－天体质量的计算 方法一. 要求一颗星体的质量，可以在它的周围找一颗行星（或卫星）,已知行星（或卫星）的周期公转周期T、轨道半径r，可求出中心天体的质量M（但不能求出行星或卫星的质量m） 四.应用一－天体质量的计算 基本思路 四.应用一－天体质量的计算 方法二. 已知天体的球体半径R和球体表面重力加速度g.求天体的质量 基本思路 物体在地球表面的重力等于万有引力。 已知月球表面上的重力加速度是g月，月球的半径是R月。 问：月球的质量M月是多少？ R月 M月 m 已知火星表面上的重力加速度是g火，月球的半径是R火。 问：火星的质量M火是多少？ 【例题】把地球绕太阳公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011km，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量约为 kg。 【解】地球绕太阳运转周期:T=365×24×60×60=3.15×107s 地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 【提示】解题时经常需要引用一些常数，如地球自转周期、月球公转周期等。应注意挖掘使用。 四.应用二－天体密度的计算 基本思路： 根据上面两种方式算出中心天体的质量M，结合球体体积计算公式 物体的密度计算公式 求出中心天体的密度 四.应用二－天体密度的计算 四.应用二－天体密度的计算 当r≈R时 想一想：