万有引力理论的成就高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

万有引力理论的成就0

10

30

20

4嫦娥奔月天体质量的计算人造卫星上天预测未知天体0

1嫦娥奔月Synergisticallyutilizetechnicallysoundportalswithfrictionlesschains.Dramaticallycustomize

empowerednetworksratherthangoal-opportunities.0190秒回顾嫦娥工程16年“九天揽月”之旅01“嫦娥”奔月万有引力定律的发现，不仅解决了行星的运行问题，也为人们开启了“飞天”的理论之路。那么，人造卫星要以多大的速度环绕地球运动才能不落回地面？“嫦娥”探测器又是怎样飞向神秘的月球的？“嫦娥”如何飞向月球？02天体质量的计算Synergisticallyutilizetechnicallysoundportalswithfrictionlesschains.Dramaticallycustomize

empowerednetworksratherthangoal-opportunities.02重力和万有引力的关系1、不考虑地球自转的条件下，地球表面的物体2、重力是万有引力的分力万有引力自转向心力重力02重力加速度g的变化赤道两极所以在赤道时重力最小、两极时最大且等于万有引力随纬度增大而增大，随高度增大而减小离地面h高处02重力加速度法求中心天体质量在星球（如地球）表面的物体，在忽略自转的情况下，此时物体所受重力与星球对它的万有引力相等。02环绕法计算中心天体的质量和密度如已知中心天体半径，则可求天体的平均密度思考：如已知v、r；v、T如何求天体质量？03人造卫星Synergisticallyutilizetechnicallysoundportalswithfrictionlesschains.Dramaticallycustomize

empowerednetworksratherthangoal-opportunities.03人造卫星上天1）卫星和行星围绕行星转动的星体叫卫星围绕恒星转动的星体叫行星2）牛顿的设想：3）人类的努力：前苏联1957年10月4日发射第一颗人造地球卫星物体速度足够大时，将不再回到地面，成为地球卫星。03宇宙速度(1)第一宇宙速度（环绕速度）：V=7.9km/s(2)推导：所以第一宇宙速度又叫最小发射速度，最大环绕速度。03第一宇宙速度第一宇宙速度：V1=7.9km/s（地面附近、匀速圆周运动）V1=7.9km/s

如果人造地球卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球运动的轨迹是椭圆。03第二、三宇宙速度第二宇宙速度（脱离速度）

：当物体的速度大于或等于11.2km/s时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。第三宇宙速度（逃逸速度）

：如果物体的速度等于或大于16.7km/s，物体就摆脱了太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去。

V1=7.9km/s

地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s03关于卫星问题的处理方法1、解决卫星问题的基本方法

基本方程加辅助方程2、向心加速度的选择万有引力=向心力重力近似=万有引力基本方程辅助方程03同步卫星（通讯卫星）①定周期（频率、转速）（与地球自转的周期相同，即T=24h）1.特点：③定在赤道的正上方某点（相对于地球静止）⑤定角速度（与地球自转的角速度大小）⑥定向心加速度大小

不同点：由于各同步卫星质量一般不同，所以它们受到的向心力的大小一般不同。④定线速度大小（即V=3.0×103m/s）②定高度（到地面的距离相同，即h=3.6×107m）卫星变轨虽然同步卫星理论上轨道、速度、周期等参数不变，但是由于各种损耗（稀薄大气），在轨速度会慢慢降低。（降轨）轨道半径变小卫星若要降轨，先在原地降低速度，然后做向心运动，到达低轨道后，速度变得比原先要大供需向心运动根据升轨提升高小离0304预测未知天体Synergisticallyutilizetechnicallysoundportalswithfrictionlesschains.Dramaticallycustomize

empowerednetworksratherthangoal-opportunities.04海王星的发现

海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。1846年9月23日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星”。海王星

当时有两个青年——英国的亚当斯和法国的勒威耶在互不知晓的情况下分别进行了整整两年的工作。1845年亚当斯先算出结果，但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁。1846年9月18日，勒威耶把结果寄到了柏林，却受到了重视。柏林天文台的伽勒于1846年9月23日晚就进行了搜索，并且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星。海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明。04冥王星的发现理论轨道实际轨道

海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致．于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新星的存在．在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗新星——冥王星．04哈雷彗星1705年英国哈雷计算了“哈雷彗星”的轨道并正确预言了它的回归。05例题例1：若已知某行星绕太阳公转的轨道半径为r,公转周期为T,引力常量为G，则由此可求出（）

A、行星的质量B、太阳的质量C、行星的密度D、太阳的密度B例2：假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p，火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力的加速度g地之比等于多少？

比值计算题05例题解：不计地球自转的影响，物体的重力等于物体受到的万有引力。例3：地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，在距地面高度为h的空中重力加速度是地面上重力加速度的几倍？已知地球半径为R。在地球表面：

加速升空时：