物理：6.4《万有引力理论的成就》课件(新人教版必修2)

1、解决天体问题的两个思路解决天体问题的两个思路（1 1）万有引力提供向心力）万有引力提供向心力（2 2）重力等于其所受的万有引力）重力等于其所受的万有引力F F万万=F=F向心向心M M为中心天体质量为中心天体质量g g为中心天体表面的重力加速度为中心天体表面的重力加速度R R为为中心天体的半径中心天体的半径F F万万=mg=mgGM=gR2(黄金代换黄金代换)理解理解 例、一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行例、一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员进行预定的考察工作，宇航员能不能仅用一员进行预定的考察工作，宇航员能不能仅

2、用一只表通过测定时间来测定该行星的密度？说明只表通过测定时间来测定该行星的密度？说明理由及推导过程。理由及推导过程。 分析：使宇宙飞船靠近行星表面做匀速圆分析：使宇宙飞船靠近行星表面做匀速圆周运动（周运动（r=Rr=R）向心万FF 22)T(mr2rMmG=334RVM r=R23GTMmrF F万万=F=F向心向心rvm222)T(mr2rMmG=2mrrGMV 3rGM一线速度一线速度v、角速度、角速度w、周期、周期T、a与半径与半径R的关系的关系 行星绕恒星的运动和卫星绕行星的运动均可近行星绕恒星的运动和卫星绕行星的运动均可近似看成是匀速圆周运动，其所需的似看成是匀速圆周运动，其所需的向

3、心力向心力就是恒星就是恒星与行星、行星与卫星的与行星、行星与卫星的万有引力万有引力提供的提供的GMrT324（r r为轨道半径为轨道半径）1234 线速度线速度T1T2=T32=341234v1v2=v3v4 角速度角速度 周期周期1.巡航卫星的环绕运动rTmrmrvmrMmG222224rGMv 3rGMGMrT321234（1） v，T 只与只与r有关有关课堂练习课堂练习5.5.假如一做圆周运动的人造卫星的轨道半假如一做圆周运动的人造卫星的轨道半 径径r r增为原来的增为原来的2 2倍，则倍，则 （ ） A A据据v=v=rr可知，卫星的线速度将变为可知，卫星的线速度将变为 原来的原来的2

4、 2倍倍 B B据据F=mvF=mv2 2/r/r可知，卫星所受的向心力可知，卫星所受的向心力 减为原来的减为原来的1/21/2 C C据据F=GmM/rF=GmM/r2 2可知，地球提供的向心可知，地球提供的向心 力减为原来的力减为原来的1/41/4 D D由由GmM/rGmM/r2 2=m=m2 2r r可知，卫星的角速可知，卫星的角速 度将变为原来的度将变为原来的1/41/4C【例例7】 三颗人造地球卫星三颗人造地球卫星A、B、C 绕地球作匀速圆绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知周运动，如图所示，已知MA=MB vB = vC B周期关系为周期关系为 TA TB = TC C向心力大小

5、关系为向心力大小关系为FA=FB FC D半径与周期关系为半径与周期关系为232323CCBBAATRTRTRCAB地球地球A B D 如图所示，有如图所示，有A、B两颗行星绕同一颗恒星两颗行星绕同一颗恒星M做圆周运动，旋转方向相同，做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为行星的周期为T1，B行星的周期为行星的周期为T2，在某一时刻两行星相距最近，则在某一时刻两行星相距最近，则 （ ） A经过时间经过时间 t=T1+T2两行星再次相距最近两行星再次相距最近 B 经过时间经过时间 t=T1T2/(T2-T1)，两行星再次相距最近两行星再次相距最近 C经过时间经过时间 t=(T1+T2 )/2，两

6、行星相距最远两行星相距最远 D经过时间经过时间 t=T1T2/2(T2-T1) ，两行星相距最远两行星相距最远MAB解解：经过时间：经过时间 t1 ， B 转转n 转，两行星再次相距最近，转，两行星再次相距最近， 则则A比比B多转多转1 转转t1 =nT2 =（n+1）T1n= T1/(T2-T1)， t1 =T1T2/(T2-T1) ，经过时间经过时间 t2 ， B 转转m 转，两行星再次相距转，两行星再次相距 最远，最远， 则则A比比B多转多转1/2 转转 t2 =mT2 =（m+1/2）T1m= T1/2(T2-T1) t2 =T1T2/2(T2-T1) B D（4）追及相遇问题追及相遇

7、问题6.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为的自转周期为T= s。问该中子星的最小密。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常量引力常量 )3012211/1067. 6kgmNG 解：设想中子星赤道处一小块物质，只有解：设想中子星赤道处一小块物质，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体当它受到的万有引力大于或等于它随星体所需的向心力时，中子星才不会瓦解。所需的向心力时，中子星才不会瓦解。 设中子星的密度为设中子星的密度为，质量为，质量为M ，半