万有引力与天体运动

《万有引力与天体运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三节、万有引力与天体运动1）自然界的一切物体都相互吸引，两个物体间的引力的大小，跟它们的质量乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。2）公式：其中G=6.67×１０-11N·m２/kg２1.万有引力定律：3)适用条件：公式适用于质点间的相互作用.当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时.物体可视为质点;均匀的球体也可以视为质点，r是两球心间的距离.2、万有引力定律的应用：4)万有引力定律的四性：⑴普遍性：任何两物体间的相互作用普遍适用。⑵相互性：牛顿第三定律成立⑶宏观性：微小物体引力可忽略⑷特殊性：

2、与介质无关一、天体运动特点做什么运动?圆心在哪?向心力谁提供？万有引力提供向心力（公式）:F引=F向即：应用时可根据实际情况，选用适当的公式进行分析或计算.绕中心天体做匀速圆周运动中心天体的球心一、星体的绕行速度、角速度、周期与半径r的关系Ⅰ.由得所以r越大，v越小;Ⅱ.由得所以r越大，ω越小;Ⅲ.由得所以r越大，T越大.1）可见重力是万有引力的一个分力随纬度变化特点:二、万有引力与重力的关系：g随纬度变化：纬度↓→g↓2）重力与万有引力差别很小，一般可认为相等即：注意对此式的说明书中P52黄金替代式

3、；地表加速度求法可见，g随h的增大而减小。g随纬度变化：纬度↓→g↓（3）g随离地面高度h的变化情况：例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、1/1；B、1/9；C、1/4；D、1/16。D选项正确。人造地球卫星宇宙速度人造地球卫星模型绕地球做匀速圆周运动地球的球心万有引力提供向心力公式:F引=F向做什么运动?圆心在哪?向心力谁提供?已知地球质量M,万有引力常量G,地球卫星围绕地球做圆周运动,轨道半径为r.求卫星

4、的(1)加速度a.(2)线速度v.(3)角速度.(4)周期T.思考FvrR一、卫星的绕行速度、角速度、周期与半径r的关系Ⅰ.由得所以r越大，v越小;Ⅱ.由得所以r越大，ω越小;Ⅲ.由得所以r越大，T越大.例题1：人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，当它的运行半径变小时（）A、它的线速度变大B、它的角速度减小C、它的加速度变大D、它的运行周期变大AC已知地球质量M,万有引力常量G,地球卫星围绕地球做圆周运动,轨道半径为r.求卫星的(1)加速度a.(2)线速度v.(3)角速度.(4)周期T.(5)求最大

5、速度,最大加速度,最小周期.思考FvrRv1一、宇宙速度1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．它是人造卫星地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具备的速度．推导：设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度为v，它到地心的距离为r.飞行器运动所需的向心力由万有引力提供一、宇宙速度1、第一宇宙速度（环绕速度）v1=7.9km/s．近地卫星在100—200km的高度飞行，与地球半径6400km相比，完全可以说是在地面附近飞行，可以用地球半径R代表卫星到地心的距离r，地球质

6、量M=5.98×1024kg，宇宙速度v1=7.9km/s，是绕地球做匀速圆周运动中的最大速度.称作第一宇宙速度(环绕速度)２、第二宇宙速度(脱离速度)v2=11.2km/s这是卫星挣脱地球的引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度．如果人造天体的速度大于11.2km/s而小于16.7km/s，则它的运行轨道相对于太阳将是椭圆，太阳就成为该椭圆轨道的一个焦点．3、第三宇宙速度（逃逸速度）v3=16.7km/s这是卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．如果人造天体具有这样的速度并沿着地球绕太阳的公

7、转方向发射时，就可以摆脱地球和太阳引力的束缚而邀游太空了．第一宇宙速度（地面卫星）：第二宇宙速度：v2=11.2km/s(进入太阳系）第三宇宙速度：v3=16.7km/s(进入银河系）注意：三个宇宙速度均为相对于地球的最小发射速度我国第一颗人造卫星“东方红一号”09年北京高考物理试题22．（16分）已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。三、地球同步卫星已知周期如何求

8、同步卫星距地高度h？所谓地球同步卫星，是相对于地面静止的，和地球自转具有相同周期的卫星，T=24h.T=86400s；R=6.370×106m,M=6×1024Kg解得：h=3.6×107m=3.6×104km同步卫星必须位于赤道正上方距地面高度h≈3.6×104km即：同步卫星只有一个轨道而且角速度、线速度也是唯一的常见的人造地球卫星例4下列关于地球同步卫星说法中正确的是（）A、同步卫星定点在地球上空某处，各个同步卫星的角速度相同，但线速度可以不同B