万有引力定律的应用复习课ppt

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1、 万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用物理复习物理复习 一一:开普勒行星运动三大定律开普勒行星运动三大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。个焦点上。u开普勒第一定律开普勒第一定律 （轨道定律）（轨道定律）u开普勒第二定律开普勒第二定律 （面积定律）（面积定律）对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。相等的时间内扫过相等的面积。u开普勒第三定律开普勒第三定律 （周期定律）（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

2、都相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。等。kTR23 二二:万有引力定律万有引力定律1、内容、内容：自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都是相互都是相互吸引吸引的，引力的大小跟这的，引力的大小跟这两个物体的两个物体的质量的乘积质量的乘积成成正比正比，跟它们的，跟它们的距离的二次方距离的二次方成成反比。反比。221rmmGF 3、（、（1）r：对对质点质点：质点间的距离质点间的距离 均匀球可视为质点：球心间的距离均匀球可视为质点：球心间的距离 2、表达式：、表达式：引力常量引力常量G的测量的测量卡文迪许卡文迪许卡文迪许卡文迪许（2）G：引力常量；：引力常量；G=6

3、.6710-11 Nm2/kg2G值的值的物理含义物理含义：两个质量为两个质量为1kg的物体的物体相距相距1m时，它们之间万有引力为时，它们之间万有引力为6.6710-11 N212mmFrG 例例1.如图所示，如图所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为而球的质量分布均匀，大小分别为m1与与m2，则两球间万有，则两球间万有引力的大小为（引力的大小为（）r1rr2221rmmG22121)(rrmmG22121)(rrrmmGA、B、C、D、2121rmmGDNkg2/m21.1.两个基本思路两个基本思路二二:万有引

4、力定律的应用万有引力定律的应用思路一：思路一：物体（物体（m)m)在在中心天体中心天体(M)(M)附近时，附近时，物体所受物体所受万有引力万有引力等于等于重力：重力：F引=G重mgrMmG220RgGM说明：说明：若若r=R(R为中心天体的半径）则有为中心天体的半径）则有 称为称为黄金代换。黄金代换。例例4.据报道据报道,最近在太阳系外发现了首颗最近在太阳系外发现了首颗“宜居宜居”行星，其质量约为地球质量的行星，其质量约为地球质量的6.4倍，其半径约倍，其半径约为地球半径的为地球半径的2倍，则该行星表面的重力加速度倍，则该行星表面的重力加速度与地球表的重力加速度之比为（与地球表的重力加速度之比

5、为（）A1.6倍倍B3.2倍倍 C4 倍倍 D2倍倍例例3.已知地球表面的重力加速度为已知地球表面的重力加速度为g0,卫星在距地面卫星在距地面2R(R是地球半径是地球半径)处，卫星作匀速圆周运动的向心加处，卫星作匀速圆周运动的向心加速度（等于重力加速度）大小为速度（等于重力加速度）大小为a，则，则a：g0为：为：A1：2 B.1：9 C.1：4 D.2：1 BA变形练习变形练习2物体在一行星表面自由落下，第物体在一行星表面自由落下，第1s内下落内下落9.8m,若该行星的半径为地球半径的一半，那么它若该行星的半径为地球半径的一半，那么它的质量是地球的的质量是地球的_倍。倍。变形练习变形练习1一物

6、体在地球表面重一物体在地球表面重16N，它在以，它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为的加速度加速上升的火箭中的视重为9N，则此火，则此火箭离开地球表面的距离是地球半径的（箭离开地球表面的距离是地球半径的（）A1倍倍 B2倍倍 C3倍倍 D4倍倍C1/2二二:万有引力定律的应用万有引力定律的应用思路二：思路二：把天体的运动看成是匀速圆把天体的运动看成是匀速圆 周运动，则有：周运动，则有：F引=F向22223232(),2,MmvGmammrmrrrTMGMrGMaGvTrrGMr 向向例例5.5.当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确是：当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动

7、时，下列说法正确是：（）A在同一轨道上，卫星质量越大，运动速度越大在同一轨道上，卫星质量越大，运动速度越大 B同质量的卫星，轨道半径越大，向心力越大同质量的卫星，轨道半径越大，向心力越大 C轨道半径越大，运动的向心加速度越小，周期越大轨道半径越大，运动的向心加速度越小，周期越大 D轨道半径越大，运动速度、角速度越大轨道半径越大，运动速度、角速度越大C22223232(),2,M mvGm amm rm rrrTMG MrG MaGvTrrG Mr 向向22M mvG MGmvrrr 223M mG MGm rrr 232224()M mrGmrTrTG M rRh 22223232(),2,M

8、 mvGm amm rm rrrTMG MrG MaGvTrrG Mr 向向动画动画变形练习变形练习1已知人造地球卫星靠近地面运行时的环绕速度约为已知人造地球卫星靠近地面运行时的环绕速度约为8km/s，则在离地面的高度等于地球半径处运行的速度，则在离地面的高度等于地球半径处运行的速度为为 A km/s B4km/s C8km/s D km/s22242设月球绕地球运动的周期为设月球绕地球运动的周期为27天天,则地球的同步卫星到地则地球的同步卫星到地球中心的距离球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离与月球中心到地球中心的距离R之比之比r/R为为 A1/3 B1/9 C1/27 D1/18BB变

9、形练习变形练习3.如图所示，卫星如图所示，卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上，以地在相隔不远的不同轨道上，以地球为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同，若在某个时刻球为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同，若在某个时刻恰好在同一直线上，则当卫星恰好在同一直线上，则当卫星A转过一个周期时，下列关于转过一个周期时，下列关于三颗卫星的说法正确的是三颗卫星的说法正确的是A三颗卫星的位置仍在一条直线上三颗卫星的位置仍在一条直线上B卫星卫星A的位置超前于的位置超前于B，卫星卫星C的位置滞后于的位置滞后于BC卫星卫星A的位置滞后于的位置滞后于B，卫星卫星C的位置超前于的位置超前于BD卫星卫星A的位置滞后于的位

10、置滞后于B和和CB例例6.6.两行星两行星A、B各有一颗卫星各有一颗卫星a和和b，卫星绕各自行星作，卫星绕各自行星作匀速圆周运动的圆轨道半径之比为匀速圆周运动的圆轨道半径之比为ra:rb=1:2；如果两；如果两行星的质量之比为行星的质量之比为MA：MB=2：1，两行星半径之比，两行星半径之比RA：RB=1：4，则两个卫星的周期之比，则两个卫星的周期之比Ta:Tb为：为：（）A1：4 B.4:1 C.D.以上答案均不对以上答案均不对A16:23.3.解决万有引力问题的两个基本思路解决万有引力问题的两个基本思路三三:小结小结思路一：思路一：物体（物体（m)m)在在中心天体中心天体(M)(M)附近时

11、，附近时，物体所受物体所受万有引力万有引力等于等于重力：重力：F引=G重mgrMmG220RgGM黄金代换：黄金代换：1.1.开普勒三大定律开普勒三大定律2.2.万有引力定律万有引力定律思路二：思路二：把天体的运动看成是匀速圆周运动，把天体的运动看成是匀速圆周运动，则有：则有：F引=F向rTmrmrvmmarMmG222224向四：求中心天体质量的几种方法四：求中心天体质量的几种方法例例7.利用以下数据可求出地球质量的是利用以下数据可求出地球质量的是：已知引力常量已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离、月球中心到地球中心的距离r和月球绕地球运行的和月球绕地球运行的周期周期T已知引力常量已知引力常量G、地球表面的重力加速度地球表面的重力加速度g、地球的半径、地球的半径R已知地球的第一宇宙速度已知地球的第一宇宙速度V V1 1和地球的半径和地球的半径R R已知引力常量已知引力常量G、绕地球表面飞行的卫星的周期绕地球表面飞行的卫星的周期T TA.A.B.C.D.C作业作业应用二应用二例例8.利用利用 的数据的数据可求得地球可求得地球密度密度的是：的是：22M mvm gGmRR vgR G MvR 22M mvG MGmvrrr 2T 3、极地通讯卫星、一般的通讯卫星、极地通讯卫星、一般的通讯卫星