课件29张PPT。第一节 行星的运动从古到今,人类不仅创作了关于星空的神话、史诗,也在孜孜不倦地探索日月星辰的运动奥秘.所谓“斗转星移”,从古希腊科学家托勒密的地心说、波兰天文学家哥白尼的日心说到丹麦天文学家第谷的观测资料和德国天文学家开普勒的三大定律,人们终于认识到了行星运动的规律.1.了解地心说与日心说的主要内容和代表人物.
2.明确开普勒三大定律,能应用开普勒三大定律分析问题.
3.知道人类对行星运动的认识过程,体会科学家们严谨的科学态度和坚持真理的勇气.课前预习一、两种学说地球地球匀速圆周太阳太阳第谷二、开普勒行星运动定律椭圆椭圆焦点时间面积公式: =k,k是一个与________无关的常量公转周期行星三、开普勒行星运动定律的实际应用
1.行星绕太阳运动的轨道十分接近________,太阳处在________.
2.对某一行星来说,它绕太阳转动的角速度(或线速度太小)________,即行星做________运动.
3.所有行星________的三次方跟它的________的二次方比值都相等.圆圆心不变匀速圆周轨道半径公转周期行星运动的两种学说有哪些局限性?1.两种学说的局限性
地心说和日心说都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动,但事实上并非如此.
2.哥白尼的学说存在两大缺点
(1)把太阳当做宇宙的中心.实际上太阳仅是太阳系的中心天体,而不是宇宙的中心.(2)沿用了行星在圆轨道上做匀速圆周运动的陈旧观念.实际上行星的轨道是椭圆,行星的运动也不是匀速的.
名师提示:古代的两种说法都有局限性,因为不管是地球还是太阳,它们都在不停地运转,不可能静止.鉴于当时人们对自然科学的认识能力,只是日心说比地心说更进一步.要充分认识到科学理论是不断前进的.尝试应用1.下列说法中正确的是( )
A.地球是宇宙的中心,太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B.太阳是静止不动的,地球和其他行星绕太阳转动
C.地球是绕太阳运动的一颗行星
D.日心说、地心说都具有局限性CD
如何理解开普勒行星运动定律?开普勒行星运动定律是根据行星运动的观测结果总结归纳出来的规律,它的每一条都是经验定律,都是从观测行星运动所取得的资料中总结出来的,开普勒行星运动定律只涉及运动学、几何学方面的内容.
1.开普勒第一定律说明了不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的,在行星的轨道上出现了近日点和远日点.
2.开普勒第二定律说明行星在近日点的速率大于在远日点的速率,从近日点向远日点运动时速率变小,从远日点向近日点运动时速率变大.3.开普勒第三定律的表达式为 =k,它反映了行星的公转周期跟轨道半长轴之间的依存关系.椭圆轨道半长轴越长的行星,其公转周期越大;反之,其公转周期越小.
4.k是由中心天体决定的,中心天体不同则k值不同.例如:地球围绕太阳运动,k是由中心天体太阳决定的;月球围绕地球运动,k是由中心天体地球决定的,而这两个常量是不同的.
名师提示:开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕着太阳运动,也适用于卫星绕着地球运动,不过比例式中的k值是不同的.尝试应用2.关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( )
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C.离太阳越近的行星的运动周期越长
D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等D开普勒定律的理解 关于行星的运动,以下说法正确的是( )
A.行星轨道的半长轴越长,自转周期就越大
B.行星轨道的半长轴越长,公转周期就越大
C.水星的半长轴最短,公转周期最大
D.水星离太阳最近,绕太阳运行的公转周期最小解析:由 =k可知,半长轴越长,公转周期T越大,故B、D正确,C错误;式中T是公转周期而非自转周期,故A错误,故正确答案为B、D.
答案:BD
名师归纳:本题涉及半长轴、公转周期及自转周期.对公式中的各个量一定要把握其物理意义,对一些说法中的个别字要读明白.变式应用1.如图所示是行星m绕恒星M运动情况示意图,下列说法正确的是( )
A.速度最大点是A点
B.速度最大点是C点
C. m从A到B做减速运动
D. m从B到A做减速运动 AC开普勒第三定律的应用 “神舟七号”飞船沿半径为R的圆周绕地球运动,其周期为T如果飞船要返回地面,可在轨道上某一点A处将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动,椭圆与地球表面在B点相切,如图所示,求飞船由A点运动到B点所需的时间.(已知地球半径为R0)名师归纳:涉及椭圆轨道和周期的问题,通常可以利用开普勒第三定律进行求解.利用开普勒第三定律解题时应注意两个关键点:①弄清谁是中心天体;②正确求出轨道半长轴的长度.变式应用2.地球到太阳的距离为水星到太阳距离的2.6倍,那么地球和水星绕太阳运动的线速度之比是多少?(设地球和水星绕太阳运动的轨道为圆)基础练1.关于天体的运动,以下说法正确的是( )
A.天体的运动无法研究
B.天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
C.太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动
D.太阳系中所有行星都围绕太阳运动D2.下列说法正确的是( )
A.地球是宇宙的中心,太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B.太阳是宇宙的中心,所有天体都绕太阳运动
C.太阳是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动
D.“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是有局限的 D3.某行星绕太阳运动的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的速率大,则太阳位于( )
A.F2 B.A C.F1 D.BA答案:AC5.下列说法正确的是(??)?
A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点?
B.行星运动的方向总是沿着轨道的切线方向?
C.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直?
D.?日心说的观点是正确的AB6.冥王星离太阳的距离是地球离太阳距离的39.6倍,那么冥王星绕太阳的公转周期是多少?(冥王星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆形轨道)解析:地球和冥王星都绕太阳公转,地球和冥王星绕太阳公转的运动遵循开普勒第三定律.已知地球绕太阳的公转周期为一年,可以利用开普勒第三定律求冥王星的公转周期.设冥王星公转周期为T1,轨道半径为R1,地球公转周期为T2,轨道半径为R2,根据开普勒第三定律得答案:249.2年提高练7.一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动,地球位于椭圆轨道的一个焦点上,如图所示,地球距离卫星的近地点A的距离为L,距离卫星的远地点B的距离为s,求卫星在A点和B点的速度之比.
解析:设卫星在A点时的速度为vA,在B点时的速度为vB.在A点附近截取一小段曲线,则此段曲线可看成是一小段圆弧,半径为L,弧长为l1;同理,在B点附近也截取一小段曲线看成是以地球为圆心的一小段圆弧,半径为s,弧长为l2.分别将圆弧两端与地心相连,如图所示.设在A点运动弧长l1和在B点运动弧长l2用时相等.感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件31张PPT。第二节 太阳与行星间的引力哥白尼说:“太阳坐在它的皇位上,管理着围绕着它的一切星球”,那么是什么原因使行星绕太阳运动呢?伽利略、开普勒以及法国数学家笛卡尔都提出过自己的解释.然而,只有牛顿才给出了正确的解释……1.知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关,理解引力公式的含义并会推导平方反比规律.
2.了解太阳与行星间的引力公式的建立和发展过程.
3.学习体会科学家在发现平方反比规律过程中的科学思维和简化模型、分析处理复杂问题的科学研究方法.课前预习一、太阳对行星的引力
1.猜想与简化模型.
太阳对行星的引力F应该和行星到太阳的距离r有关,距离越远,引力越小.牛顿运动定律揭示了运动和力的关系,如果我们把行星的轨道作为圆轨道来处理,如图所示,太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动所需的________.这样,我们可以用向心力公式来推导F和r的定量关系.向心力2.太阳对行星的引力规律的推导.
(1)设行星质量为m,速度为v,行星到太阳的距离为r,则行星所需向心力为F= .
(2)天文观测难以直接得到行星的速度v,但可得到行星的公转周期T,则v= .
将v的表达式代入上面的向心力表达式得F= .
由开普勒第三定律得F=4π2k· .
(3)结论:
太阳对不同行星的引力,与行星的质量成正比,与行星和太阳间距离的二次方成反比,即F∝ .________________________________________二、太阳与行星的相互作用
1.行星对太阳的引力的规律.
行星对太阳的引力F′与太阳的质量M成正比,与行星和太阳间距离r的二次方成反比,即:________.
2.太阳与行星间的引力.
由于F∝ 、F′∝ ,又F和F′大小相等,故可得F∝ ,写成等式为F= ,式中G是比例系数.
太阳与行星间引力的方向沿着___________________ . 两者质心的连线方向________________如何推导太阳与行星间引力的关系?假设地球以太阳为圆心做匀速圆周运动,那么太阳对地球的引力就为做匀速圆周运动的地球提供向心力,设地球的质量为m,运动速度为v,地球到太阳的距离为r,太阳的质量为M,则由匀速圆周运动的规律可知名师提示:在研究太阳对行星的引力时,“k”是一个只与太阳有关的常量,故对于不同的行星,行星质量不同,但4π2k是一定值.尝试应用1.关于太阳对行星的引力,下列说法正确的是( )
A.太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力
B.太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星和太阳间的距离成反比
C.太阳对行星的引力公式是由实验得出的
D.太阳对行星的引力公式是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的AD怎样理解F=G ?1.G是比例系数,与行星和太阳均没有关系.
2.太阳与行星间的引力规律,也适用于行星与其卫星间的引力.
3.该引力规律普遍适用于任何有质量的物体.
4.物体之间的相互引力沿两个物体连线方向,指向施力物体.
名师提示:求解天体间或实际物体间的引力问题时,限于具体条件,有些物理量不便直接测量或直接求解,此时可利用等效的方法间接求解,或通过舍去次要因素、抓住主要矛盾的方法建立简化模型,或通过相关公式的类比应用消去某些未知量.尝试应用2.假设行星绕太阳在某轨道上做匀速圆周运动,下列的有关说法正确的是( )
A.行星受到太阳的引力和向心力
B.太阳对行星有引力,行星对太阳没有引力
C.太阳与行星之间有相互作用的引力
D.太阳对行星的引力与行星的质量成正比CD太阳对行星的引力提供向心力 已知太阳光从太阳射到地球需要500 s,地球绕太阳的周期约为3.2×107 s,地球的质量为6×1024 kg,求太阳对地球引力为多大?(保留一位有效数字)答案:3×1022 N
名师归纳:圆周运动模型是我们处理天体运动问题最常用的模型,要注意r,T,ω等物理量与相互天体运动的对应性.变式应用1.两个行星的质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2.若它们只受太阳的引力作用,那么这两个行星的向心加速度之比为( )答案:D基础练1.行星之所以绕太阳运行,是因为( )
A.行星运动时的惯性作用
B.太阳是宇宙的控制中心,所有星体都绕太阳旋转
C.太阳对行星有约束运动的引力作用
D.行星对太阳有排斥力作用,所以不会落向太阳解析:太阳与行星间有相互作用的引力,正是引力的作用使行星绕太阳运行.
答案:C2.下列说法正确的是( )
A.研究物体的平抛运动是根据物体所受的力探究物体的运动情况
B.研究物体的平抛运动是根据物体的运动去探究物体的受力情况
C.研究行星绕太阳的运动是根据行星的运动去探究它的受力情况
D.研究行星绕太阳的运动是根据行星的受力情况去探究行星的运动情况ACB.F和F′大小相等,是作用力与反作用力
C.F和F′大小相等,是同一个力
D.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力解析:F′和F大小相等、方向相反,是作用力与反作用力的关系,太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力.故正确选项为B、D.
答案:BD答案:AB5.下面关于行星与太阳的引力的说法中正确的是( )
A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力
B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比,与行星的质量无关
C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力
D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比,与行星距太阳的距离成反比A答案:C提高练7.一探月卫星在地月转移轨道上运行,某一时刻正好处于地心和月心的连线上,卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4:1.已知地球与月球的质量之比约为81:1,则该处到地心与到月心的距离之比约为________.8.火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动,火星与太阳间的引力提供火星运动的向心力.已知火星运行的轨道半径为r,运行的周期为T,引力常量为G,试写出太阳质量M的表达式.9.1969年7月19日,美国阿波罗11号飞船进入月球轨道,7月20日10时56分,指挥长阿姆斯特朗小心翼翼地踏上了月球,实现了人类登月梦想,如图所示.设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假设经过长时间开采后,地球仍可看成均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动,则与开采前相比,地球与月球间的引力将变大还是变小?答案:变小感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件34张PPT。第三节 万有引力定律为什么云层中的雨滴最终要落回地面?为什么向上抛出的物体要回到手中?为什么用力跳起,也只能达到有限的高度?被誉为世界“跳高之王”的古巴著名男子跳高运动员哈维尔·索托马约尔也仅仅创造了2.45米的跳高世界纪录.这些司空见惯的现象,是否引起你的思索?熟透的苹果落到地上,为什么没有向天上飞?天上的月亮为什么不会落到地面上?这些不起眼的现象点燃了牛顿思维的火花,最终发现了对人类具有划时代意义的万有引力定律,奠定了天体动力学的基础.1.了解万有引力定律得出的思路和过程.
2.理解万有引力定律的含义并掌握用万有引力定律计算引力的方法.
3.掌握引力常量G的测量及物理意义.课前预习一、月—地检验
1.检验目的:月地间的引力与物体和地球间的引力是否为同一种性质的力,是否遵从“________”的规律.
2.检验方法:由于月球轨道半径约为地球半径的60倍,则在月球轨道上的物体受到的引力是它在地球表面的引力的 .根据______________,物体在月球轨道上运动的加速度应该是它在地球表面附近下落时的加速度的 .根据已知r月,T月,地球表面的重力加速度g.计算对比两个加速度,分析验证两个力是否为同一性质力.平方反比牛顿第二定律__________3.结论:地面物体受地球的引力,月球所受地球的引力,太阳与行星的引力,遵从________的规律.
二、万有引力定律
1.内容.
自然界中_____________都相互吸引,引力的大小F与物体的质量m1和m2的________成正比,与它们之间距离r的________成反比.
2.公式:F= .
式中质量的单位用kg,距离的单位用m,力的单位用N.G是比例系数,叫做引力常量,G=___________N·m2/kg2.相同任何两个物体乘积平方______6.67×10-113.引力常量.
万有引力定律公式F=G 中的G为引力常量,它是一个与任何物体的性质都无关的普适常量,由英国物理学家________利用扭秤测定出来.卡文迪许怎样理解万有引力定律?1.万有引力定律的几个特性.2.适用条件:万有引力公式适用于计算质点间相互作用的引力的大小,r为两质点间的距离,常见情况如下:
(1)两个质量分布均匀的球体间的相互作用,其中r是两球心间的距离.(2)一个均匀球体与球外一个质点之间的万有引力,其中r为球心到质点间的距离.
(3)两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时,其中r为两物体质心间的距离.尝试应用1.对于万有引力定律的表达式F=G ,下列说法正确的是( )
A.只要m1和m2是球体,就可用上式求解万有引力
B.当r趋于零时,万有引力趋于无限大
C.两物体间的引力总是大小相等的,而与m1、m2是否相等无关
D.两物体间的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力C重力和万有引力有什么区别和联系?1.在地面附近
(1)如图所示,处于地面上的物体m,由于地球的自转,物体将绕地轴OO′做匀速圆周运动,则万有引力的一个分力提供物体做匀速圆周运动的向心力mω2r,它的另一个分力就是物体的重力mg.因此mg不等于万有引力.只有在南北两极点,由于物体并不随地球自转,重力才与万有引力相等.
(2)重力方向除在两极和赤道之外均不指向地心,即处于地面上的物体,其万有引力是物体随地球做匀速圆周运动的向心力和重力的合力.(3)由于向心力F向=mω2r很小,因此在一般的计算中,可认为万有引力等于重力,即 G =mg.2.绕地球做圆周运动
此时物体不再绕地轴做圆周运动,而是绕地心做圆周运动.
物体只受一个力的作用,即万有引力,如图所示,也就是重力,故该情况下万有引力完全等于重力(包括大小和方向),即G =mg.3.不同位置处的重力加速度
(1)物体在地球上不同纬度处随地球自转所需向心力大小不同,故同一物体在地球上不同纬度处重力大小不同,重力随纬度的增大而增大.尝试应用2.假如地球自转速度增大,关于物体重力,下列说法正确的是( )
A.放在赤道上的物体的万有引力变小
B.放在两极上的物体的重力不变
C.放在赤道上的物体的重力减小
D.放在两极上的物体的重力增加解析:地球自转角速度增大,地球上的物体受到的万有引力不变,A错误;在两极,物体受到的万有引力等于其重力,则其重力不变,B正确,D错误;放在赤道上的物体,F引=G+mω2R,由于ω增大,而万有引力不变,则G减小,C正确.
答案:BC万有引力公式的应用 已知地球的赤道半径rE=6.37×103 km,地球的质量mE=5.977 ×1024 kg.设地球为均匀球体,试求:
(1)若两个质量都为1 kg的均匀球体相距1 m,求它们之间的引力;
(2)质量为1 kg的物体在地面上受地球的引力为多大?(2)将地球近似视为一均匀球体,便可将地球当做一质量集中于地心的质点;而地面上物体大小与它到地心的距离(地球半径rE)相比甚小,也可视为质点.因此,可利用万有引力公式求得地面上的物体受到地球的引力为
答案:(1)6.67×10-11 N (2)9.8 N
名师归纳:准确理解万有引力定律公式中各量的意义是解决此类题的关键.
变式应用两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起,它们之间的万有引力为F,若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为( )
A.2F B.4F
C.8F D.16FD万有引力与重力的关系 火星的质量和半径分别约为地球的 和 ,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为( )
A.0.2g B.0.4g C.2.5g D.5g答案:B名师归纳:(1)质量是物体本身的一种属性,它不随物体位置的变化而变化.
(2)火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度不同,故物体在火星表面的重力与在地球表面的重力不同.
(3)根据地球表面的重力加速度的表达式及火星表面的重力加速度的表达式,求出火星表面的重力加速度.变式应用2.(2012年新课标)假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体.一矿井深度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )A基础练1.关于万有引力定律的适用范围,下列说法正确的是( )
A.只适用于天体,不适用于地面物体
B.只适用于质点,不适用于实际物体
C.只适用于球形物体,不适用于其他形状的物体
D.适用于自然界中任意两个物体之间解析:万有引力定律是一个普遍适用的规律,它适用于任何物体之间的相互作用,只是在计算引力大小时,两者间距应为质点间的距离,选项D正确.
答案:D2.月—地检验的结果说明( )
A.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力
B.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种类型的力
C.地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关,即 G=mg
D.月球所受地球的引力除与月球质量有关外,还与地球质量有关解析:通过完全独立的途径得出相同的结果,证明地球表面上的物体所受地球的引力和星球之间的引力是同一种性质的力.
答案:A3.下面关于万有引力的说法中正确的是( )
A.万有引力是普遍存在于宇宙中所有有质量的物体之间的相互作用力
B.重力和万有引力是两种不同性质的力
C.当两物体间有另一质量较大的物体存在时,则这两个物体间的万有引力将增大
D.当两物体紧贴在一起时,万有引力将无穷大A4.如图所示,两球的半径分别为r1和r2,均小于r,且两球的质量分布均匀,大小分别为m1、m2,则两球间的万有引力大小为( )答案:D5.一名宇航员来到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受万有引力大小的( )
A.0.25倍 B.0.5倍 C.2.0倍 D.4.0倍答案:C6.火星半径为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的 .一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为100 kg,则其在火星上的质量为________kg,重力为________ N.
答案:100 436提高练7.已知地球质量大约是M=6.0×1024 kg,地球平均半径为R=6 370 km,地球表面的重力加速度g取9.8 m/s2.求:
(1)地球表面一质量为10 kg的物体受到的万有引力;
(2)该物体受到的重力;
(3)比较(1)(2)的结果,说明原因.答案:(1)98.6 N (2)98.0 N (3)见解析8.已知月球质量是地球质量的 ,月球半径是地球半径的 .求:
(1)在月球和地球表面附近,以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时,上升的最大高度之比是多少?
(2)在距月球和地球表面相同高度处(此高度较小),以同样的初速度分别水平抛出一个物体时,物体的水平射程之比为多少?9.某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N,在火箭发射阶段,发现当飞船随火箭a= 的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度),体重测试仪的示数为1 220 N.已知,地球半径R= 6 400 km,地球表面重力加速度g取10 m/s2.(求解过程中可能用到 =1.03, =1.02).问:
(1)该位置的重力加速度g′是地面处重力加速度g的多少倍?
(2)该位置距地球表面的高度h为多大?
感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件41张PPT。第四节 万有引力理论的成就阿基米德曾说过一句话:“假如给我一个杠杆,一个支点,我就能撬动地球.”他想,地球的质量可以通过计算这个杠杆的动力臂与阻力臂的比来得出,相信很多人都有同样的想法.这当然不能够实现,但现在我们可以用“万有引力定律”这个法宝来“测”地球和太阳的质量.
1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.
2.会用万有引力定律计算天体的质量.
3.理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法.课前预习一、计算中心天体的质量和密度
1.天体质量的计算.
(1)对于有卫星的天体,可认为卫星绕中心天体做匀速圆周运动,中心天体对卫星的________提供卫星做匀速圆周运动的向心力.万有引力英国剑桥大学的学生________和法国年轻的天文学家________根据天王星的观测资料,各自独立地利用万有引力定律计算出这颗新星的轨道.
1846年9月23日晚,德国的________在勒维耶预言的附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星”.后来,这颗行星命名为海王星.二、发现未知天体
1.海王星的发现过程.
18世纪,人们观测发现,1781年发现的太阳系的第七颗行星——天王星的运动轨道与根据______________计算出来的轨道总有一些偏差.伽勒万有引力定律亚当斯勒维耶2.哈雷彗星的“按时回归”.
1705年,英国天文学家________根据万有引力定律计算了一颗著名彗星的轨道并正确预言了它的回归,这就是哈雷彗星.
哈雷怎样计算天体的质量和密度?一、天体的质量
求天体质量的方法主要有两大类,一类是利用此天体的一个卫星(或行星)绕它做匀速圆周运动的有关规律来求,另一类是利用天体表面处的重力加速度来求.
1.已知某星体绕天体做匀速圆周运动,利用万有引力充当向心力列出相关方程即可求出中心天体的质量.一般有以下三种形式:名师提示:(1)利用上述方法求天体的质量时,只能求出中心天体的质量而不能求出环绕天体的质量;(2)在估算天体质量时,地球的公转周期、地球的自转周期、月球绕地球的运动周期及地球同步卫星的周期等属于常识性知识,可作为已知条件使用.
尝试应用下列几组数据中能算出地球质量的是(引力常量G是已知的)( )
A.已知地球绕太阳运动的周期T和地球中心离太阳中心的距离r
B.已知月球绕地球运动的周期T和地球的半径r
C.已知月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离r
D.已知月球绕地球运动的周期T和轨道半径r答案:CD测定天体质量的方法 2007年11月5日“嫦娥一号”顺利进入环月轨道,在不久的将来我国航天员将登上月球,假设几年后我国第一位航天员登上了月球表面,如果他已知月球半径,那么他用一个弹簧测力计和一个已知质量的砝码,能否测出月球的质量?应该怎样测定?答案:见解析变式应用1.1.太阳光经过500 s 到达地球,地球的半径为6.4×? ?m,试估算太阳质量与地球质量的比值(取一位有效数字).?地球表面的重力加速度g取9.8 ,在忽略地球自转的情况下,物体在地球表面所受的重力等于地球对物体的引力,即m′g=
则地球的质量为 太阳质量和地球质量的比值为?
答案:3×?′测定天体的密度 近年来,美国发射的“凤凰号”火星探测器已经在火星上着陆,正在进行着激动人心的科学探究(如发现了冰),为我们将来登上火星、开发和利用火星奠定了坚实的基础.如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动,并测得它运动的周期为T,则火星的平均密度ρ的表达式为(k为某个常量)( )答案:D变式应用2.登月火箭关闭发动机后在离月球表面112 km的上空沿圆形轨道做匀速圆周运动,其周期为120.5 min,月球的半径为1 740 km,求月球的平均密度.答案:3.26 ×103 kg/m3行星运动规律的分析 两个行星质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2,求:
(1)它们与太阳间的万有引力之比;
(2)它们的公转周期之比.名师归纳:在中学物理中解决天体运动问题,通常把天体运动看作匀速圆周运动,天体运动的向心力由万有引力提供,根据万有引力定律和向心力的有关公式列出方程,即可求解.变式应用3.(2012年浙江)如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是( )A.太阳对各小行星的引力相同
B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值
D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值答案:C基础练1.下列说法错误的是( )
A.海王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的
B.天王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的
C.根据万有引力定律计算出天王星的运动轨道有偏离,其原因是由于天王星受到轨道外的其他行星的万有引力作用
D.冥王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的解析:天王星是直接观测到的,海王星和冥王星是根据万有引力定律推算出后又观测到的.
答案:B2.若已知某行星绕太阳公转的半径为r,公转的周期为T,引力常量为G,则由此可求出( )
A.该行星的质量 B.太阳的质量
C.该行星的密度 D.太阳的密度B3.若地球绕太阳公转周期及其公转轨道半径分别为T和R,月球绕地球公转周期和公转半径分别为t和r,则太阳质量与地球质量之比为 ( )答案:A4.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v,假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为N,已知引力常量为G,则这颗行星的质量为( )答案:B5.一行星绕恒星做圆周运动.由天文观测可得,其运行周期为T,速度为v.引力常量为G,则( )答案:CD6.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动.已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的 ( )答案:AC提高练7.为了探测X星球,载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2,则( )答案:AD8.据报道,天文学家在太阳系的八大行星之外,又发现了一颗比地球小得多的新行星,而且还测得它绕太阳公转的周期约为288年.若把它和地球绕太阳公转的轨道都看成圆,它与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍?(最后结果可用根式表示)感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束课件40张PPT。第五节 宇 宙 航 行“嫦娥三号”卫星简称“嫦娥三号”,是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第三颗人造绕月探月卫星.“嫦娥三号”要携带探测器在月球着陆,实现月面巡视、月夜生存等重大突破,开展月表地形地貌与地质构造、矿物组成和化学成分等探测活动.根据中国探月工程三步走的规划,中国将在2013年前后进行首次月球软着陆探测和自动巡视勘察.1.了解人造卫星的有关知识,知道其运动规律.
2.知道三个宇宙速度的含义,会推导第一宇宙速度.
3.了解人类探索宇宙的成就.课前预习一、人造卫星
1.牛顿对人造卫星原理的描绘.
设想在高山上有一门大炮,水平发射炮弹,初速度越大,水平射程就越大.可以想象,当初速度________时,这颗炮弹将不会落到地面,将和月球一样成为地球的一颗人造地球卫星.
2.人造卫星绕地球运行的动力学原因.
人造卫星在绕地球运行时,只受到地球对它的万有引力作用,人造卫星做圆周运动的向心力由________提供.足够大万有引力____________二、宇宙速度
1.___________________________________的速度,叫做第一宇宙速度,也叫地面附近的环绕速度.
2.近地卫星的轨道半径为:r=________,万有引力提供向心力,则有 = .
从而第一宇宙速度为:v=________=________km/s.
3.第二宇宙速度的大小为________.如果在地面附近发射飞行器,发射速度7.9 km/s
4.第三宇宙速度的大小为________,即若在地面附近发射一个物体,使物体能够挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系外,则必须使它的速度等于或大于第三宇宙速度.16.7 km/s物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动R7.911.2 km/s椭圆人造卫星的轨道有什么特点?卫星运行时有哪些规律?1.卫星的轨道.
卫星绕地球运行的轨道可以是椭圆轨道,也可以是圆轨道.
卫星绕地球沿椭圆轨道运行时,地心是椭圆的一个焦点,其周期和半长轴的关系遵循开普勒第三定律.卫星绕地球沿圆轨道运行时,由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运行的向心力,而万有引力指向地心,所以,地心必须是卫星圆轨道的圆心.卫星的轨道平面可以在赤道平面内(如同步卫星),也可以和赤道平面垂直,还可以和赤道平面成任一角度,如图所示.
2.运行规律.
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动.地球对卫星的万有引力提供向心力,设卫星的轨道半径为r,线速度大小为v,角速度为ω,周期为T,向心加速度为a.3.卫星变轨.
在人造卫星的运行过程中,由中心天体对卫星的万有引力充当向心力.当万有引力恰好充当向心力时,卫星在原轨道上运动,若所需向心力大于或小于万有引力时,卫星就会脱离原轨道,发生变轨.名师提示:人造地球卫星的运动情况(线速度、角速度、周期等)是由其轨道半径r唯一决定的,与卫星自身的质量等因素无关.
在轨道半径、线速度、角速度和周期这四个物理量中,当一个量发生变化时,另外三个量会同时发生变化.(1)当卫星速度变小时,由F向=m 知其绕行所需向心力减小,但万有引力提供的向心力不变,故卫星轨道半径减小.
(2)当卫星速度变大时,其绕行所需向心力增加,但万有引力提供的向心力不变,故卫星做离心运动,轨道半径增加.尝试应用1.人造卫星以地心为圆心,做匀速圆周运动,关于其各物理量间的关系,下面说法正确的是( )
A.半径越大,速度越小,周期越小
B.半径越大,速度越小,周期越大
C.所有卫星的线速度均是相同的,与半径无关
D.所有卫星的角速度均是相同的,与半径无关
答案:B怎样理解第一宇宙速度?怎样区分人造卫星的发射速度和绕行速度?1.第一宇宙速度的推导2.第一宇宙速度的意义
当卫星距地心的距离越远,由v= 可知,运动的速度越小,所以7.9 km/s是人造卫星环绕地球的最大运动速度,叫第一宇宙速度,也叫环绕速度.它是发射人造卫星所必须具备的最小速度
(1)如果卫星的速度小于第一宇宙速度,卫星将落到地面而不能绕地球运转;
(2)如果卫星的速度等于这个速度,卫星刚好能在地球表面附近做匀速圆周运动;
(3)如果卫星的速度大于7.9 km/s而小于11.2 km/s,卫星将沿椭圆轨道绕地球运行,地心就成为椭圆轨道的一个焦点.3.人造卫星的发射速度和绕行速度
(1)发射速度是指将人造卫星送入预定轨道运行所必须具有的速度.要发射一颗人造卫星,发射速度不能小于第一宇宙速度.因此,第一宇宙速度又是最小的发射速度.卫星离地面越高,卫星的发射速度越大,贴近地球表面的卫星(近地卫星)的发射速度最小,其运行速度即第一宇宙速度.
(2)运行速度是指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度.根据v= 可知,卫星越高,半径越大,卫星的运行速度(环绕速度)就越小.名师提示:本节中的宇宙速度是指在地球上满足不同要求的发射速度,不能理解成运行速度.
使物体成为卫星,7.9 km/s是发射卫星的最小速度,要使卫星在较高的轨道上运行,就必须使发射速度大于7.9 km/s,即v发≥7.9 km/s.
卫星的绕行速度v≤7.9 km/s,即7.9 km/s是卫星绕地球做圆周运动的最大速度,即卫星紧“贴”地面的环绕速度.
尝试应用2.关于第一宇宙速度,下列说法中正确的是( )
A.它是人造地球卫星绕地球运转的最小速度
B.它是人造卫星在近地圆形轨道上的远行速度
C.它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度
D.它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
解析:第一宇宙速度是发射卫星的最小速度,也是卫星环绕地球做圆周运动的最大速度,离地越远,速度越小.卫星沿椭圆轨道运行时,在近地点做离心运动,说明在近地点的速度大于环绕速度.
答案:BC人造卫星的v、ω、T与r的关系 如图所示,是同一轨道平面内的三颗人造地球卫星,下列说法正确的是( )
A.根据v= ,可知vAB.根据万有引力定律,可知FA>FB>FC
C.角速度ωA>ωB>ωC
D.向心加速度aA名师归纳:处理天体运动问题,就要明确天体表面重力加速度、第一宇宙速度及天体质量与半径的关系,熟练运用这些关系去解决问题. 变式应用2.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来的半径的2倍.那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的( )答案:B基础练1.关于地球的第一宇宙速度,下列表述正确的是( )
A.第一宇宙速度又叫环绕速度
B.第一宇宙速度又叫脱离速度
C.第一宇宙速度跟地球的质量无关
D.第一宇宙速度跟地球的半径无关答案:A2.我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350 km,“神州八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周,则( )
A.“天宫一号”比“神州八号”速度大
B.“天宫一号”比“神州八号”周期长
C.“天宫一号”比“神州八号”角速度大
D.“天宫一号”比“神州八号”加速度大答案:B3.可以发射一颗这样的人造卫星,使其圆轨道( )
A.与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面同心圆
B.与地球表面上某一经线所决定的圆是共面同心圆
C.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的
D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的解析:人造卫星飞行时,由于地球对卫星的引力是它做圆周运动的向心力,而这个力的方向必定指向圆心,即指向地心,也就是说人造卫星所在轨道圆的圆心一定要和地球的中心重合,不可能是地轴上(除地心外)的某一点,故A是不对的;由于地球同时绕着地轴在自转,所以卫星的轨道平面也不可能和经线所决定的平面共面,所以B也是不对的;相对地球表面静止的就是同步卫星,它必须在赤道线平面内,且距地面有确定的高度,这个高度约为3.6×106米,而低于或高于这个轨道的卫星也可以在赤道平面内运动,不过由于它们自转的周期和地球自转周期不同,就会相对于地面运动.
答案:CD4.一颗人造地球卫星以初速度v发射后,恰可绕地球表面做匀速圆周运动,若使发射速度为2v,则该卫星可能( )
A.绕地球做匀速圆周运动,周期变大
B.绕地球运动,轨道变为椭圆
C.不绕地球运动,成为太阳系的人造卫星
D.挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙解析:本题考查宇宙速度知识,若以v发射,卫星恰绕地球表面做匀速圆周运动,则v=7.9 km/s,该速度为第一宇宙速度,即环绕速度,以2v发射,该速度大于第二宇宙速度,小于第三宇宙速度,故此卫星将摆脱地球引力的束缚,成为太阳系的人造行星,故选C.
答案:C5.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后做匀速圆周运动,动能减小为原来的1/2,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的( )
A.向心加速度大小之比为4:1
B.角速度大小之比为2:1
C.周期之比为1:8
D.轨道半径之比为1:2答案:C6.2008年9月27日,“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动,他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新时代的到来.“神舟七号”绕地球近似做匀速圆周运动,其轨道半径为r,若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为2r,则可以确定( )A.卫星与“神舟七号”的加速度大小之比为1:4
B.卫星与“神舟七号”的线速度大小之比为1:
C.翟志刚出舱后不再受地球引力
D.翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品,假如他不小心将实验样品脱手,则样品将做自由落体运动答案:AB提高练7.2011年4月10日,我国成功发射第8颗北斗导航卫星.建成以后北斗导航系统将包含多颗地球同步卫星,这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖.GPS由运行周期为12小时的卫星群组成.设北斗导航系统的同步卫星和GPS导航卫星的轨道半径分别为R1和R2,向心加速度分别为a1和a2,则R1:R2=________,a1:a2=________.(可用根式表示)8.卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送.如果你与同学在地面上用卫星电话通话,则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据:月球绕地球运动的轨道半径约为3.8× km?,运行周期约为27天,地球半径约为6 400 km,无线电信号的传播速度为3× m/s.)( ?)?
?A?.0.1s? B?.0.25s??
?C?.0.5s? D?.1s??解析:根据,
结合已知数据,解得地球同步卫星距地面的高度h≈3.6× m,再根据电磁波的反射及直线传播得:2 =ct,得t≈0.24 s?,故选项B正确,选项A、C、D错误.
答案:B9.宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体,物体上升的最大高度为h.已知该星球的半径为R,且物体只受该星球的引力作用.
(1)求该星球表面的重力加速度;
(2)如果要在这个星球上发射一颗贴近它表面运行的卫星,求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期.
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2.了解牛顿的时空观和爱因斯坦的时空观.
3.知道宏观粒子与微观粒子的运动规律不完全相同.人类对自然界的认识还没有止境.
4.人类对自然界的认识没有止境.?课前预习一、从低速到高速
1.低速与高速的概念.
通常所见物体的运动皆为低速运动,如行驶的汽车、发射的导弹、人造卫星及宇宙飞船等.有些微观粒子在一定条件下其速度可以接近于________,这样的速度称为高速.
2.速度对质量的影响.
在经典力学中,物体的质量是不随运动状态改变的.光速按照20世纪初著名物理学家________建立的狭义相对论,物体的质量随运动速度的增大而增大,物体的质量与运动速度爱因斯坦 的关系是m= .其中m0为物体静止时的质量,m是物体速度为v时的质量,c是真空中的光速.
二、从宏观到微观
1.宏观世界物体的运动特点.
宏观物体具有确定的运动轨迹.根据质点的运动规律,应用牛顿力学可以准确地预测质点在某时刻的________.________位置三、从弱引力到强引力
1.弱引力与强引力.
(1)每一个天体都有一个引力半径,半径的大小由天体的________决定;
(2)当天体间的距离远________引力半径时,它们间的引力就是弱引力;
(3)当天体间的距离远________引力半径时,它们间的引力就是强引力.2.微观世界粒子的运动特点.
微观粒子既有________,又有________.就单个粒子而言,运动没有确定的运动轨迹.粒子性波动性质量大于小于2.经典力学与行星轨道的矛盾.
按照牛顿的万有引力理论,行星应该沿着一些______轨道做周期性运动,而天文观测表明,行星的轨道并不是严格闭合的,它们的近日点在不断地旋进,如水星的运动.
实际观测到的水星的运动情况与爱因斯坦广义相对论的计算结果吻合得很好.
3.经典力学的适用范围和局限性.
(1)经典力学只适用于________运动,不适用于______运动.椭圆低速高速(2)经典力学只适用于________世界,不适用于______世界.
(3)经典力学只适用于________,不适用于________.
(4)经典力学规律只能用于宏观、低速(与光速相比)的情形,且只在________参考系中成立.
惯性宏观微观弱引力强引力经典力学的成就有哪些?又有哪些局限性?1.成就.
牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与地上物体的运动统一起来,是人类对自然界认识的第一次大综合,是人类认识史上的一次重大飞跃.2.局限性.
(1)从低速到高速.
牛顿力学所研究的各种物体的速度远远小于真空中的光速,物体的质量、时间、空间的存在和测量均与运动无关.而爱因斯坦的狭义相对论阐述的物体在以接近光速运行时的运动规律与经典力学是不同的.(2)从宏观世界到微观世界.
①宏观世界粒子的运动特点.
粒子具有确定的运动轨迹,根据质点的运动规律,应用牛顿力学可以准确地预测质点在某时刻的位置. 在经典力学中,物体的质量m是不随运动状态改变的,而狭义相对论指出,质量要随着物体运动速度的增大而增大,即
m= .②微观世界粒子的运动特点.
就单个粒子来说,运动没有确定的运动轨迹,微观粒子既有粒子性,又有波动性.
名师提示:①经典力学的适应范围:低速、宏观物体的运动;②量子力学的研究对象:高速、微观粒子的运动.尝试应用经典力学不能适用于下列哪些运动( )
A.火箭的发射
B.宇宙飞船绕地球的运动
C.“勇气号”宇宙探测器的运动
D.微观粒子的波动性
解析:D项是微观粒子的运动,经典力学不适用于微观物体的运动.
答案:D对物理学史的考查 以下说法正确的是( )
A.经典力学理论普遍适用,大到天体,小到微观粒子均适用
B.经典力学理论具有一定的局限性
C.在经典力学中,物体的质量不随运动状态改变而改变
D.相对论和量子力学否定了经典力学理论解析:经典力学理论具有一定的局限性,它只适用于低速、宏观物体的运动,选项A错误,B正确;在经典力学中,物体的质量不随运动状态的改变而改变,即物体的质量和物体运动的速度无关,选项C正确;相对论和量子力学并没有否定过去的科学,而是认为经典力学理论是在一定条件下的特殊情形,选项D错误.
答案:BC
名师归纳:解答有关物理学史的问题时,应在理解的基础上记忆经典力学的成就和适用范围,以及经典力学与相对论和量子力学的关系.变式应用下列说法中正确的是( )
A.经典力学适用于任何情况下的任何物体
B.狭义相对论否定了经典力学
C.量子力学能够描述微观粒子运动的规律性
D.万有引力定律也适用于强相互作用力C基础练1.下列说法中正确的是( )
A.牛顿运动定律就是经典力学
B.经典力学的基础是牛顿运动定律
C.牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题
D.经典力学可以解决自然界中的所有问题B解析:万有引力定律适用于弱作用,不适用于强作用力.
答案:AB2.对于下列说法正确的是( )
A.经典力学的质量是不变的
B.经典力学的时间和空间是独立于物体运动的
C.万有引力定律适用于强作用力
D.物体的速度可以是任意值3.关于经典力学和相对论,下列说法正确的是( )
A.经典力学和相对论是各自独立的学说,互不相容
B.相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C.相对论和经典力学是两种不同的学说,二者没有联系
D.经典力学包含于相对论之中,经典力学是相对论的特例解析:相对论的建立并没有否定经典力学,经典力学是相对论在一定条件下的特殊情形,D正确.
答案:D4.丹麦天文学家第谷连续20年详细记录了行星的运转过程中的位置的变化.这些资料既丰富又准确,达到了肉眼所能及的限度.但他并没有发现行星运动规律.对此,下列说法正确的有( )
①占有大量感性材料是毫无意义的
②第谷的工作为发现行星运动规律创造了前提
③说明第谷没有真正发挥主观能动性
④第谷缺少的是对感性材料的加工制作
A.②③ B.①②③ C.①④ D.②④解析:第谷经过20年的观察发现了天体的运动情况,但并没有总结形成理论,为开普勒、牛顿建立天体的运动规律创造了前提.
答案:D5.下列说法中正确的是( )
A.爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
B.爱因斯坦的狭义相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律
C.经典力学的运动定律研究的是物体在低速运动时所遵循的规律
D.经典力学的运动定律研究的是物体在高速运动时所遵循的规律解析:经典力学适用于宏观物体的低速运动;爱因斯坦的狭义相对论适用于微观粒子的高速运动,在低速时得出的结论与经典力学基本一致.
答案:BC6.下列关于物体的质量的说法正确的是( )
A.在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变;在狭义相对论中,物体的质量也不随运动状态而改变
B.在经典力学中,物体的质量随运动速度的增大而减小;在狭义相对论中,物体的质量随运动速度的增大而增大
C.在经典力学中,物体的质量是不变的;在狭义相对论中,物体的质量随运动速度的增大而增大
D.上述说法都是错误的
解析:据经典力学理论和狭义相对论的理论知,选项C正确.
答案:C提高练7.日常生活中我们并没有发现物体的质量随物体的运动的速度变化而变化,其原因是( )
A.运动中物体无法称量质量
B.物体的速度远小于光速,质量变化极小
C.物体的质量太大
D.物体的质量不随速度的变化而变化答案:B8.关于经典力学和量子力学,下面说法中正确的是( )
A.不论是对宏观物体,还是微观粒子,经典力学和量子力学都是适用的
B.量子力学适用于宏观物体的运动,经典力学适用于微观粒子的运动
C.经典力学适用于宏观物体的运动,量子力学适用于微观粒子的运动
D.上述说法都是错误的解析:在微观世界里,解决粒子的波粒二象性的问题时牛顿力学无能为力.
答案:C9.通过一个加速装置对电子施加一很大的恒力,使电子从静止开始加速,则对这个加速过程,下列描述正确的是( )
A.根据牛顿第二定律,电子将一直做匀加速直线运动
B.电子先做匀加速直线运动,后来以光速做匀速直线运动
C.电子开始近似于匀加速直线运动,后来质量增大,牛顿运动定律不再适用
D.电子是微观粒子,整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律来解释解析:电子在加速装置中由静止开始加速运动,初始阶段速度较小,远小于光速,此时牛顿运动定律基本适用,可以认为在它被加速的最初阶段,它做匀加速运动;随着电子速度越来越大,接近光速时,相对论效应越来越明显,质量增大,它不再做匀加速直线运动,牛顿运动定律不再适用.
答案:C感谢您的使用,退出请按ESC键本小节结束