鲁科版（2019）高一物理 必修 第二册 4.2 万有引力定律的应用 课件（26张PPT）

万有引力定律的应用
PHYSICS
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01
02
计算天体质量
人造卫星升空
03
预测未知天体
01
计算天体质量
地球质量
01
计算天体质量
????=????????????????????????????
?
卡文迪许
测出地球质量的人
引力常量G
地球半径R
重力加速度g
????=????????????????????????????
?
地球质量
如何利用已知条件计算地球质量？
万有引力完全提供物体的重力？
万有引力提供地面物体的重力
地球质量
01
计算天体质量
R
M
θ
ω
r
m
由于地球自转，地面上的物体还需要向心力。重力是万有引力的一个分力
mg
F向
F引
不考虑地球自转
地球质量
01
计算天体质量
万有引力、重力、向心力间的关系：
F引
G
F向
F引
G
F引
G
F向
r
向心力、重力是万有引力的分力
赤道：
两极：
其他：
纬度越高，重力越大
在赤道上的物体向心加速度多大？
地球质量
01
计算天体质量
R
M
θ
ω
r
m
R=6×106m
a=0.034m/s2
F向<是否有其他方法可测地球质量？
地球质量
01
计算天体质量
利用环绕天体：万有引力提供向心力
02
人造卫星升空
速度足够大时物体将不会落回地面
三个宇宙速度
人造卫星升空
02
牛顿的思想实验：
三个宇宙速度
人造卫星升空
02
第一宇宙速度：
①若v=v1，则刚好能做匀速圆周运动
②若v＜v1，则物体将做向心运动
③若v＞v1，则物体将做离心运动
在地球表面绕地球做匀速圆周运动的速度
三个宇宙速度
人造卫星升空
02
第一宇宙速度：
最小发射速度：
最大环线速度：
卫星发射进入轨道的最小初速度
卫星在稳定轨道运行的最大速度
P
v=7.9km/s
11.2>v>7.9
v>11.2km/s
三个宇宙速度
人造卫星升空
02
三个宇宙速度
人造卫星升空
02
第一宇宙速度：
第二宇宙速度：
第三宇宙速度：
脱离速度
逃逸速度
三个宇宙速度
人造卫星升空
02
人造卫星轨道：
赤道轨道
极地轨道
其他轨道
地心为圆心的圆或椭圆
三个宇宙速度
人造卫星升空
02
同步卫星：
ω、T
线速率v
轨道平面
轨道高度
运行方向
六个一定
课堂练习
试计算出同步卫星的轨道高度：
人造卫星升空
三个宇宙速度
人造卫星升空
02
重力/万有引力提供向心力
近地卫星：贴着地表飞行
课堂练习
下列图中描绘的人造卫星轨道，不正确的是（ ）
A B C D
D
人造卫星升空
03
预测未知天体
03
可能还有其他行星在影响天王星的运行轨道
是不是万有引力定律出错了？
海王星的发现
预测未知天体
天文学家发现天王星的轨道与万有引力计算的轨道不符合。
证明了万有引力定律的准确性
黄金代换
天体问题解题思路
万有引力定律
04
1
题中出现r、T：
优先考虑开三
2
天体运动问题：
万有引力提供向心力
地面重力等于万有引力
环绕天体：高轨、低速、长周期
课堂练习
如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、EK、S分别表示卫星的轨道半径，周期，动能，单位时间扫过的面积，下列关系式正确的有（ ）
A、 TA=TB
B、 EKA = EKB
C、 S A=S B
D、????????????????????????=????????????????????????
?
AD
人造卫星升空
课堂练习
假设在半径为R的天体上发射一颗该天体的卫星，若这颗卫星在距该天体表面高度为h的轨道做匀速圆周运动，周期为T，求：
（1）该天体的质量是多少？
（2）该天体的密度是多少？
（3）该天体表面的重力加速度是多少？
（4）该天体的第一宇宙速度是多少？
人造卫星升空
下课！
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