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高中物理第三节 万有引力定律的应用一等奖课件ppt
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这是一份高中物理第三节 万有引力定律的应用一等奖课件ppt，共28页。PPT课件主要包含了知识回顾，基本思路，明确物理量，运动规律，近快远慢，黄金代换式，课堂练习，求中心天体质量M，天体质量，开普勒第三定律等内容，欢迎下载使用。
1、物体做圆周运动的向心力公式是什么？
2、万有引力定律公式：
3、万有引力和重力的关系是什么？
重力是地球对地面上物体的万有引力引起的，重力近似等于地球对地面上物体的万有引力。
引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2
r表示质点间距 或质心间距
将行星（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动
2、处理方法：1、万有引力充当向心力：F引=F向2、在星球表面及附近： F引=G重
一、万有引力定律的应用
设物体质量为m，地球质量为M，地球半径为R
1、设地球表面的重力加速度为g，物体在距地心4R（R是地球半径）处，由于地球的引力作用而产生的重力加速度g＇，则g＇/g为（ ） A、1； B、1/9； C、1/4； D、1/16 2、火星的质量和半径分别约为地球的1/10和1/2，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、0.2 g B、0.4 g C、2.5 g D、5 g
二、应用举例1、重力加速度与高度关系
例1、称称太阳的质量： 把地球绕太阳公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011km，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量约为多少？
解：地球绕太阳公转周期:T=365×24×60×60=3.15×107s地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
解题时经常需要引用一些常数，如地球自转、公转周期、月球公转周期等。
说明：无法直接求出运动天体（环绕天体）本身的质量，只能求中心天体的质量！
例2、称称地球的质量
如果已知地球半径R为6.4×106m，地球表面的重力加速度g为9.8m/s2，你能求出地球的质量吗?
解：设地球表面物体的质量为m，
例3、地面上的重力加速度是9.8m/s2，地球的半径为6400km。求地球的平均密度是多少？
想一想：为什么说卡文迪许是可称出地球质量的人。
3、测量中心天体密度：
若m在M表面附近运动,有r=R，则：
例4、某宇航员驾驶航天飞机到某一星球，他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测出飞行时间为4.5103s，则该星球的平均密度是多少？
解：航天飞机绕星球飞行，万有引力提供向心力，所以
近地飞行时，r = R星
例5、我国发射的和一颗人造地球卫星“东方红一号”可近似看成沿圆形轨道匀速圆周运动，这颗卫星离地球表面高度h=1.41×106m，已知地球半径r地=6.37×106m，地球质量m地=5.97×1024kg，求该卫星绕地球运行的速度和周期。
地球质量为M，地球半径为R，卫星距地面高为h，卫星质量为m,写出下列物理量的表达式
1.线速率：
2.角速度：
3.周期：
（1）卫星绕地球匀速圆周运动（2）地球万有引力等于向心力
重点：所有卫星轨道平面必过地球球心
⑴地球同步卫星：是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期与地球自转的周期相同。T＝24h。 ⑵地球同步卫星满足的条件 ①所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上。 ②所有的同步卫星的轨道高度为一个定值。
代入数据得：h=3.6×107(m)
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫第一宇宙速度，也叫地面附近的环绕速度.数值为7.9km/s.
当发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s时，它绕地球运行的轨道不是圆，而是椭圆.
第一宇宙速度是人造地球卫星发射的最小速度，也是人造地球卫星绕地球圆周运动的最大速度.
当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，成为围绕太阳运动的人造行星，或飞到其他行星上.我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度.
当物体的速度等于或大于16.7km/s时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间.我们把16.7km/s叫做第三宇宙速度.
预测并发现未知星体,是万有引力理论威力和价值的最生动例证.
在1781年发现的第七大行星——天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星,这就是后来发现的第八大行星——海王星.
海王星的实际轨道是由英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶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来的.
1846年9月23日晚,德国的伽勒在柏林天文台用望远镜在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星
3、宇航员在某一行星上把一石块以速度v0竖直向上抛出,测出它从抛出到落回原处所经历的时间为t,若已知此行星的半径为R,试计算这颗行星的质量.
4. 一飞船在某行星表面附近沿圆形轨道绕该行星飞行，假设行星是质量分布均匀的球体.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
5、人造地球卫星的轨道半径越大，则( )A.速度越小，周期越小 B.速度越小，加速度越小C.加速度越小,周期越大 D.角速度越小,加速度越大
1、物体做圆周运动的向心力公式是什么？
2、万有引力定律公式：
3、万有引力和重力的关系是什么？
重力是地球对地面上物体的万有引力引起的，重力近似等于地球对地面上物体的万有引力。
引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2
r表示质点间距 或质心间距
将行星（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动
2、处理方法：1、万有引力充当向心力：F引=F向2、在星球表面及附近： F引=G重
一、万有引力定律的应用
设物体质量为m，地球质量为M，地球半径为R
1、设地球表面的重力加速度为g，物体在距地心4R（R是地球半径）处，由于地球的引力作用而产生的重力加速度g＇，则g＇/g为（ ） A、1； B、1/9； C、1/4； D、1/16 2、火星的质量和半径分别约为地球的1/10和1/2，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、0.2 g B、0.4 g C、2.5 g D、5 g
二、应用举例1、重力加速度与高度关系
例1、称称太阳的质量： 把地球绕太阳公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011km，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量约为多少？
解：地球绕太阳公转周期:T=365×24×60×60=3.15×107s地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。
解题时经常需要引用一些常数，如地球自转、公转周期、月球公转周期等。
说明：无法直接求出运动天体（环绕天体）本身的质量，只能求中心天体的质量！
例2、称称地球的质量
如果已知地球半径R为6.4×106m，地球表面的重力加速度g为9.8m/s2，你能求出地球的质量吗?
解：设地球表面物体的质量为m，
例3、地面上的重力加速度是9.8m/s2，地球的半径为6400km。求地球的平均密度是多少？
想一想：为什么说卡文迪许是可称出地球质量的人。
3、测量中心天体密度：
若m在M表面附近运动,有r=R，则：
例4、某宇航员驾驶航天飞机到某一星球，他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测出飞行时间为4.5103s，则该星球的平均密度是多少？
解：航天飞机绕星球飞行，万有引力提供向心力，所以
近地飞行时，r = R星
例5、我国发射的和一颗人造地球卫星“东方红一号”可近似看成沿圆形轨道匀速圆周运动，这颗卫星离地球表面高度h=1.41×106m，已知地球半径r地=6.37×106m，地球质量m地=5.97×1024kg，求该卫星绕地球运行的速度和周期。
地球质量为M，地球半径为R，卫星距地面高为h，卫星质量为m,写出下列物理量的表达式
1.线速率：
2.角速度：
3.周期：
（1）卫星绕地球匀速圆周运动（2）地球万有引力等于向心力
重点：所有卫星轨道平面必过地球球心
⑴地球同步卫星：是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期与地球自转的周期相同。T＝24h。 ⑵地球同步卫星满足的条件 ①所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上。 ②所有的同步卫星的轨道高度为一个定值。
代入数据得：h=3.6×107(m)
物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫第一宇宙速度，也叫地面附近的环绕速度.数值为7.9km/s.
当发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s时，它绕地球运行的轨道不是圆，而是椭圆.
第一宇宙速度是人造地球卫星发射的最小速度，也是人造地球卫星绕地球圆周运动的最大速度.
当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的引力，成为围绕太阳运动的人造行星，或飞到其他行星上.我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度.
当物体的速度等于或大于16.7km/s时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间.我们把16.7km/s叫做第三宇宙速度.
预测并发现未知星体,是万有引力理论威力和价值的最生动例证.
在1781年发现的第七大行星——天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星,这就是后来发现的第八大行星——海王星.
海王星的实际轨道是由英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶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来的.
1846年9月23日晚,德国的伽勒在柏林天文台用望远镜在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星
3、宇航员在某一行星上把一石块以速度v0竖直向上抛出,测出它从抛出到落回原处所经历的时间为t,若已知此行星的半径为R,试计算这颗行星的质量.
4. 一飞船在某行星表面附近沿圆形轨道绕该行星飞行，假设行星是质量分布均匀的球体.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
5、人造地球卫星的轨道半径越大，则( )A.速度越小，周期越小 B.速度越小，加速度越小C.加速度越小,周期越大 D.角速度越小,加速度越大
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