《山西省運(yùn)城市臨猗中學(xué)高中物理 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用課件 新人教版必修2》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《山西省運(yùn)城市臨猗中學(xué)高中物理 萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用課件 新人教版必修2（25頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、1萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用牛牛頓頓將物體在行星表面所受到的萬(wàn)有引力近似看作等于物體的重將物體在行星表面所受到的萬(wàn)有引力近似看作等于物體的重力。行星表面的加速度近似看作是由萬(wàn)有引力產(chǎn)生的。力。行星表面的加速度近似看作是由萬(wàn)有引力產(chǎn)生的。22MmmgGRMgGR 22222(2)2(mvmmrfrTrmGmrMr 宇宙間一切物體都是相互吸引著的，通常兩個(gè)物體間的萬(wàn)宇宙間一切物體都是相互吸引著的，通常兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力非常微小，人們無(wú)法覺(jué)察到它，但在天體系統(tǒng)中，由于有引力非常微小，人們無(wú)法覺(jué)察到它，但在天體系統(tǒng)中，由于天體的質(zhì)量均很大，萬(wàn)有引力就起著決定性的作用。天體的質(zhì)量均很大，萬(wàn)有

2、引力就起著決定性的作用。 天體運(yùn)動(dòng)視為圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力充當(dāng)著向心力的作用。天體運(yùn)動(dòng)視為圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力充當(dāng)著向心力的作用。 應(yīng)用時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選用相應(yīng)的公式進(jìn)行分析。應(yīng)用時(shí)根據(jù)實(shí)際情況選用相應(yīng)的公式進(jìn)行分析。 某一高度的重力加速度某一高度的重力加速度g與在此高度繞行的向心加速度與在此高度繞行的向心加速度a的值相同。的值相同。 在中學(xué)階段，一般把天體的橢圓運(yùn)動(dòng)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在中學(xué)階段，一般把天體的橢圓運(yùn)動(dòng)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。據(jù)此，無(wú)論是比例題（常以選擇題、填空題出現(xiàn)）還是計(jì)算題，據(jù)此，無(wú)論是比例題（常以選擇題、填空題出現(xiàn)）還是計(jì)算題，均可用均可用“”的動(dòng)力學(xué)方程來(lái)解決。的動(dòng)力學(xué)方程來(lái)解

3、決。22222(2)2(mvmmrfrTrmGmrMr ”的動(dòng)力學(xué)方程。的動(dòng)力學(xué)方程。22222(2)2(mvmmrfrTrmGmrMr 若月球圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為若月球圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為T(mén)，又又知月球到地心的距離為知月球到地心的距離為r，試求出地球的質(zhì)量和密度。試求出地球的質(zhì)量和密度。萬(wàn)有引力提供月球圓周運(yùn)動(dòng)向心力萬(wàn)有引力提供月球圓周運(yùn)動(dòng)向心力222()MmGmrrT 2324 rMGT 22222(2)2(mvmmrfrTrmGmrMr 23343MMVGTR 測(cè)出衛(wèi)星圍繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑測(cè)出衛(wèi)星圍繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r和周期和周期T33232222

4、234()rMGTmMGMrVGTmrRrT （式中（式中r衛(wèi)星軌道半徑，衛(wèi)星軌道半徑，R天體半徑）天體半徑）（當(dāng)衛(wèi)星繞天體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道半徑（當(dāng)衛(wèi)星繞天體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道半徑r與天體半徑與天體半徑R相等）相等）把地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑把地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑約為約為1.51011km，已知引力常量已知引力常量G=6.671011 Nm2/kg2，則則可估算出太陽(yáng)的質(zhì)量約為可估算出太陽(yáng)的質(zhì)量約為 kg。地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期地球繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期:T=365246060=3.15107s地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供。地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的

5、向心力由萬(wàn)有引力提供。222()MmGmrrT 23211 302117244 3.14(1.5 10 ) 2 106.67 10(3.2 10 )rMkgGT 據(jù)美聯(lián)社據(jù)美聯(lián)社2002年年10月月7日?qǐng)?bào)道，天文學(xué)家在太陽(yáng)系的日?qǐng)?bào)道，天文學(xué)家在太陽(yáng)系的9大行星之外，又發(fā)現(xiàn)了一顆比地球小得多的新行星，而且還測(cè)大行星之外，又發(fā)現(xiàn)了一顆比地球小得多的新行星，而且還測(cè)得它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期約為得它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期約為288年。若把它和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)年。若把它和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道都看作圓，問(wèn)它與太陽(yáng)的距離約是地球與太陽(yáng)距離的多的軌道都看作圓，問(wèn)它與太陽(yáng)的距離約是地球與太陽(yáng)距離的多少倍？少倍？44倍倍 萬(wàn)

6、有引力對(duì)研究天體運(yùn)動(dòng)有著重要的意義。海王星、冥萬(wàn)有引力對(duì)研究天體運(yùn)動(dòng)有著重要的意義。海王星、冥王星就是根據(jù)萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的。在王星就是根據(jù)萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的。在18世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)行星行星天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，總是同根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，總是同根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的有一定偏離。當(dāng)時(shí)有人預(yù)測(cè)，肯定在其軌道外還有一出來(lái)的有一定偏離。當(dāng)時(shí)有人預(yù)測(cè)，肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星。后來(lái)，亞當(dāng)斯和勒維列在預(yù)言位置的附近顆未發(fā)現(xiàn)的新星。后來(lái)，亞當(dāng)斯和勒維列在預(yù)言位置的附近找到了這顆新星找到了這顆新星(海王星海王星)。后來(lái)，科學(xué)家利用這一原理還發(fā)。后來(lái)，科學(xué)家利用這一原

7、理還發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系的第現(xiàn)了太陽(yáng)系的第9顆行星顆行星冥王星，由此可見(jiàn)，萬(wàn)有引力冥王星，由此可見(jiàn)，萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，有極為重要的意義。定律在天文學(xué)上的應(yīng)用，有極為重要的意義。 2006年8月24日上午國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)投票決定不再將傳統(tǒng)九大行星之一的冥王星視為行星，而將其列入“矮行星”。大會(huì)通過(guò)的決議規(guī)定將行星定義范圍限制在太陽(yáng)系之內(nèi)。規(guī)定“行星”指的是圍繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。這些天體包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它們都是在1900年以前被發(fā)現(xiàn)的。而同樣具有足夠質(zhì)量、呈圓球形，但不能清除其軌

8、道附近其他物體的天體稱(chēng)為“矮行星”，冥王星所處的軌道在海王星之外，屬于太陽(yáng)系外圍的柯伊伯帶，這個(gè)區(qū)域一直是太陽(yáng)系小行星和彗星誕生的地方。冥王星由于其軌道與海王星的軌道相交，不符合新的行星定義，因此被自動(dòng)降級(jí)為“矮行星” .地面上的物體，怎樣才能成為人造地球衛(wèi)星呢？地面上的物體，怎樣才能成為人造地球衛(wèi)星呢？對(duì)于靠近地面的衛(wèi)星，可以認(rèn)為此時(shí)的對(duì)于靠近地面的衛(wèi)星，可以認(rèn)為此時(shí)的 r 近似等于地球半徑近似等于地球半徑R，把把r用地球半徑用地球半徑R代入，可以求出：代入，可以求出：1124166 67 105 89 107 96 37 10././.Gmvm skm sR 這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞

9、地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的最低發(fā)射速度，也是最大的運(yùn)行速度，也叫做必須具有的最低發(fā)射速度，也是最大的運(yùn)行速度，也叫做。近地面的衛(wèi)星的速度是多少呢？近地面的衛(wèi)星的速度是多少呢？22MmvGGMvmrrr 232MmGmrGrMr 22232)4(MmGmrrTGMrT （r越大，越大，T越大）越大）（r越大，越大，v越?。┰叫。╮越大，越大，越小）越?。┑谌钪嫠俣龋ǖ谌钪嫠俣龋ǎ海海唬ㄐl(wèi)星掙脫太陽(yáng)束縛的最小發(fā)射速度）（衛(wèi)星掙脫太陽(yáng)束縛的最小發(fā)射速度）第一宇宙速度（第一宇宙速度（）：）：；（地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，地球衛(wèi)星最大的繞行速

10、度）（地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，地球衛(wèi)星最大的繞行速度）第二宇宙速度（第二宇宙速度（）：）：；（衛(wèi)星掙脫地球束縛變成小行星的最小發(fā)射速度）（衛(wèi)星掙脫地球束縛變成小行星的最小發(fā)射速度）22MmvGGMvmrrr 人造衛(wèi)星的天線偶然折斷，天線將做：人造衛(wèi)星的天線偶然折斷，天線將做： A.自由落體運(yùn)動(dòng)自由落體運(yùn)動(dòng) B.平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng) C.遠(yuǎn)離地球飛向太空遠(yuǎn)離地球飛向太空 D.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)轉(zhuǎn)繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)轉(zhuǎn) 人造衛(wèi)星以地心為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法人造衛(wèi)星以地心為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是：正確的是： A.半徑越大，速率越大，周期越小半徑越大，速率越大，周期越小 B.半

11、徑越大，速率越小，周期越大半徑越大，速率越小，周期越大 C.所有衛(wèi)星的角速度相同，與半徑無(wú)關(guān)所有衛(wèi)星的角速度相同，與半徑無(wú)關(guān) D.所有衛(wèi)星的速率均相同，與半徑無(wú)關(guān)所有衛(wèi)星的速率均相同，與半徑無(wú)關(guān)設(shè)地球質(zhì)量為設(shè)地球質(zhì)量為m，半徑為半徑為R。人造地球衛(wèi)星在圓軌道上人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行，質(zhì)量為運(yùn)行，質(zhì)量為m，軌道半徑為軌道半徑為r。那么，在該軌道上做勻那么，在該軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度v如何推算？如何推算？ 22Gmmmvrr Gmvr 從從上式可以看出上式可以看出: ,衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn)，它運(yùn)行的速度越小！衛(wèi)星離地心越遠(yuǎn)，它運(yùn)行的速度越??！若若v忽然增大，則忽然增大

12、，則r增大！增大！1vr 金星的半徑是地球的金星的半徑是地球的0.95倍，質(zhì)量為地球的倍，質(zhì)量為地球的0.82倍，倍，金星的第一宇宙速度是多大金星的第一宇宙速度是多大?設(shè)地球半徑為設(shè)地球半徑為R，金星的半徑為金星的半徑為r=0.95R，地球質(zhì)量為地球質(zhì)量為m，金星質(zhì)量金星質(zhì)量m=0.82m，地球的第一宇宙速度為地球的第一宇宙速度為7.9km/s。金星金星的第一宇宙速度為的第一宇宙速度為v1，則：則：2112vm mGmGmvrrr10 820 827 97 30 951 95. (/ ).GmGmvkm srr同學(xué)們?cè)偎闼?，近地衛(wèi)星的周期又是多少呢？同學(xué)們?cè)偎闼?，近地衛(wèi)星的周期又是多少呢？我們

13、能否發(fā)射一顆周期為我們能否發(fā)射一顆周期為50min的衛(wèi)星呢？的衛(wèi)星呢？不能！不能！ 122 3 14 64005087 6857 9.min.RTsv 什么是地球同步衛(wèi)星？什么是地球同步衛(wèi)星？所謂地球同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面靜止的人造衛(wèi)星，它所謂地球同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面靜止的人造衛(wèi)星，它的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同。的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同。T24H。地球同步衛(wèi)星滿(mǎn)足的條件地球同步衛(wèi)星滿(mǎn)足的條件 2232224MmGMTGmRhhRTRh 解 解得得: :代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：h=3.6107(m)1.為了同步衛(wèi)星之間不互相干擾，大約為了同步衛(wèi)星之間不互相干擾，大約3左右才能放置左右才能放置

14、1顆，顆，這樣地球的同步衛(wèi)星只能有這樣地球的同步衛(wèi)星只能有120顆?？梢?jiàn)，空間位置也是一種顆?？梢?jiàn)，空間位置也是一種資源。資源。2.同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實(shí)現(xiàn)全球通訊，只需三顆同步衛(wèi)同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實(shí)現(xiàn)全球通訊，只需三顆同步衛(wèi)星即可。星即可。中星中星6號(hào)號(hào) 中星中星6號(hào)衛(wèi)星號(hào)衛(wèi)星(ChinaSat-6)是公司擁有的通信廣播衛(wèi)是公司擁有的通信廣播衛(wèi)星，采用東方紅星，采用東方紅3號(hào)平臺(tái)，有中國(guó)空間技術(shù)研究院自行研號(hào)平臺(tái)，有中國(guó)空間技術(shù)研究院自行研制生產(chǎn)，于制生產(chǎn)，于1997年年5月月12日由長(zhǎng)征日由長(zhǎng)征3號(hào)甲運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)號(hào)甲運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功并定點(diǎn)于東經(jīng)星發(fā)射中心發(fā)射成功并定點(diǎn)于東經(jīng)125度地球同步軌道。度地球同步軌道。星上擁有星上擁有24個(gè)個(gè)C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。波束覆蓋中國(guó)全境，主服務(wù)頻段轉(zhuǎn)發(fā)器。波束覆蓋中國(guó)全境，主服務(wù)區(qū)覆蓋中國(guó)大陸及臺(tái)灣和海南島，第二服務(wù)區(qū)覆蓋東沙、區(qū)覆蓋中國(guó)大陸及臺(tái)灣和海南島，第二服務(wù)區(qū)覆蓋東沙、中沙、西沙等島嶼。中沙、西沙等島嶼。 中星中星6號(hào)衛(wèi)星現(xiàn)為郵電干線通信、專(zhuān)用衛(wèi)星通信、臨號(hào)衛(wèi)星現(xiàn)為郵電干線通信、專(zhuān)用衛(wèi)星通信、臨時(shí)電視節(jié)目、全國(guó)無(wú)線尋呼、會(huì)議電視、數(shù)據(jù)廣播等提供時(shí)電視節(jié)目、全國(guó)無(wú)線尋呼、會(huì)議電視、數(shù)據(jù)廣播等提供傳輸服務(wù)。傳輸服務(wù)。