万有引力定律的应用

牛顿关于苹果落地的思考：(1)苹果为什么会落地?

(2)月球为什么不落到地球上呢?(3)如果在地球表面附近把苹果水平抛出，苹果的运动能和月球的运动一样吗？猜想1：苹果所受的重力和月球所受的引力可能是同一性质的力。猜想2：行星绕太阳的运动和卫星绕行星的运动相似,故行星对它的卫星的引力、太阳对行星的引力可能是同一性质的力。猜想3：既然一切天体之间有引力，地球与物体之间有引力。那么，所有物体之间可能存在相互吸引的力。物体的重力和万有引力有什么关系？两极:赤道:oO’F引F向G物体的重力和万有引力有什么关系？万有引力定律及其应用万有引力定律r两个质点之间的距离或两球球心之间的距离知识回顾如何称量天体的质量？中心天体环绕天体ｒR称量篇-之环绕法中心天体环绕天体ｒR已知:T和r近地轨道称量篇-之环绕法天体表面:黄金代换:称量篇-之代换法(不考虑天体自转)根据m环绕M做匀速圆周运动的轨道半径和周期能测出m的质量吗？根据周期和半径只能求出中心天体的质量跟踪练习2.已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运动的周期T.仅利用这三个数据,可以估算出的物理量有()A.月球的质量B.地球的质量C.地球的半径D.月球绕地球运行速度的大小BD跟踪练习3.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行,认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量()A.飞船的轨道半径B.飞船的运行速度C.飞船的运行周期D.行星的质量C跟踪练习4．火星的半径约为地球半径的一半，质量约为地球质量的1/9，那么火星表面的重力加速度是地球表面的4/9基本思路天体表面:(不考虑天体自转)牛顿第二定律中心天体环绕天体ｒR审清题意物理图景运动过程规律方法列式求解第二课时二预测未知天体在18世纪发现的第七个行星——天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的轨道有一定偏离。天王星计算得到的轨道观测到的轨道猜测天王星是受到附近某个未知天体的吸引而偏离．1846年9月23日柏林天文台，发现海王星，

英国亚当斯、法国勒维烈，计算出新星的位置，用同样的方法，在1930年2月18日，美国天文学家汤苞发现了冥王星三人造卫星和宇宙速度地面上的物体，怎样才能成为人造地球卫星呢？对于靠近地面的卫星，可以认为此时的r近似等于地球半径R，

这就是使卫星在地面附近做匀速圆周运动的最低发射速度，也叫第一宇宙速度。根据万有引力提供向心力可得，发射卫星需要的最小速度人造地球卫星在地面附近做匀速圆周运动所必须具有的速度，也是人造卫星的最小发射速度，称为第一宇宙速度，也叫环绕速度，v1=7.9km/s。第一宇宙速度：第一宇宙速度例2.金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍，金星的第一宇宙速度是多大?解：设地球半径为R，金星的半径为r=0.95R，地球质量为m，金星质量m´=0.82m，地球的第一宇宙速度为7.9km/s。金星的第一宇宙速度为v1，则：卫星脱离地球引力，绕太阳运动或者飞到其他行星所需要的最小的发射速度，称为第二宇宙速度，又叫脱离速度，v2=11.2km/s。第二宇宙速度：第二宇宙速度卫星挣脱太阳的引力，飞到太阳系以外，所需要的最小的发射速度，称为第三宇宙速度，又叫逃逸速度，v3=16.7km/s。第三宇宙速度：第三宇宙速度跟踪练习8.宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间ｔ后落到月球表面（设月球半径为R）．据以上信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（）B分析：跟踪练习跟踪练习跟踪练习

卫星绕行速度、角速度、周期与半径的关系有怎样的规律？随着r的增大,只有T在增大近地卫星

(r=R)84.6min最小7.9km/s最大卫星篇越远越慢!一计算天体质量

二宇宙速度越远越慢万有引力提供向心力三卫星轨道半径与快慢第二宇宙速度：v2=11.2km/s第三宇宙速度：v2=16.7km/sF万=F向1.a、b、c是地球大气层外沿圆轨道运行的三颗人造卫星，a、b质量相同而小于ｃ的质量，下列判断正确的是（）A.b、c的线速度大小相等且小于a的线速度B.b、c的周期相等且大于a的周期C.b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度D.b受的引力最小ABDabc跟踪练习6.如果到某一天,因某种原因地球自转加快,当自转周期等于多少时,赤道上的物体恰好能飘起来.解析:赤道上物体成为近地卫星:跟踪练习第三课时人造卫星轨道同步卫星主要用于通讯。要实现全球通讯，只需三颗同步卫星即可。同步卫星：这种卫星绕地球运动的角速度与地球自转的角速度相同，所以从地面上看，它总在某地的正上方，因此叫同步卫星。这种卫星一般用于通讯，又叫同步通讯卫星。

特点：1、定轨：轨道一定在赤道上空2、定高：离地面高度为定值3、定周期：周期一定是24小时人造卫星之同步卫星例1.同步卫星相对地球静止，地球自转周期为24小时，那么同步卫星的周期是多长?地球半径约为6400km，地球表面的重力加速度为g，那么同步卫星离地面的高度是多少？地面处，万有引力还等于重力，即解：周期应为24小时，根据万有引力提供向心力得代入数据可得，同步卫星离地面高度为3.6×104km。特点：1、定轨：轨道一定在赤道上空2、定高：离地面高度为定值3、定周期：周期一定是24小时4、定速：角速度、线速度大小为定值一、人造卫星发射速度：欲到达轨道越高，发射速度越大；环绕速度：距中心天体越远，环绕速度越小。二、卫星轨道：其圆心是地心。三、同步卫星：1、定轨：轨道一定在赤道上空（赤道平面）2、定高：离地面高度为定值3、定周期：周期一定是24小时4、定速：角速度、线速度大小为定值求同存异？赤道上物体近地卫星同步卫星同周期:24h同角速度同半径1.关于地球同步卫星的说法正确的是：（）Ａ.地球同步卫星和地球自转同步，卫星的高度和速率就被确定。Ｂ.同步卫星的角速度虽已被确定，但高度和速率可以选择，高度增加速率增大；高度降低速率减小，仍同步。Ｃ.我国发射的第一颗人造地球卫星的周期是114分钟，比同步卫星的周期短，所以第一颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星低。Ｄ.同步卫星的速率比我国发射的第一颗人造地球卫星的速率小。ACDBD发射速度&环绕速度李政道物理学法则的普适性深深打动了我黑洞双星时空潮汐卫星定位科学漫步:中国科普网/中国航天网/科学博物馆/李政道电影《量子启示录》D双星1.人造卫星的天线偶然折断，天线将做（）A.自由落体运动B.平抛运动C.远离地球飞向太空D.继续和卫星一起沿轨道运转D2.2001年10月22日，航天局发现银河系中心存在一个超大型黑洞，由于黑洞的强大吸引，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系仅此一个黑洞，已知太阳绕银河系中心匀速转动，下列哪组数据可估算出黑洞的质量（）A.太阳公转的周期和速度B.太阳的质量和运行速度C.太阳的质量和太阳到黑洞的距离D.太阳的运行速度和太阳到黑洞的距离AD3.人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A.半径越大，速率越大，周期越小

B.半径越大，速率越小，周期越大

C.所有卫星的角速度相同，与半径无关

D.所有卫星的速率均相同，与半径无关B4.同步卫星到地心的距离r可由求出，a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则()A.a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度；B.a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度；C.a是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的加速度；D.a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度。AD5.2007年9月24日，“嫦娥一号”探月卫星发射升空，实现了中华民族千年奔月的梦想。“嫦娥一号”卫星在距月球表面200公里、周期