万有引力与航天复习课件.ppt

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1、万有引力定律一、行星的运动二、万有引力定律内容及应用三、人造卫星及宇宙速度本章知识结构开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第二定律（面积定律）开普勒第三定律（周期定律）2.开普勒三定律一、行星的运动1.地心说和日心说一、行星的运动1.地心说和日心说①开普勒第一定律（轨道定律）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。2.开普勒三定律一、行星的运动1.地心说和日心说①开普勒第一定律（轨道定律）②开普勒第二定律（面积定律）对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。2

2、.开普勒三定律一、行星的运动1.地心说和日心说①开普勒第一定律（轨道定律）②开普勒第二定律（面积定律）2.开普勒三定律③开普勒第三定律（周期定律）所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。例.有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是1：2，则它们绕地球运转的周期之比为。二、万有引力定律：（1687年）1、定律内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。表达式：公式推导：把行星运动近似看成圆周运动，利用向心力公式

3、和开普勒第三定律推导。2、理解：（1）任何两物体间存在万有引力。（2）r的含义：a：指质点间的距离；b：均匀几何体指几何中心间的距离。（3）重力是地球对物体万有引力的一个分力地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即从而得出(黄金代换)3.万有引力的适用条件：(3)若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力。(1)适用于质点(2)当两物体是质量分布均匀的球体时,式中r指两球心间的距离.4.万有引力的特征:(1)普遍性:普遍存在于宇宙中的任何

4、有质量的物体间的吸引力.是自然界的基本相互作用之一.4.万有引力的特征:(2)相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律.4.万有引力的特征:(3)宏观性:通常情况下，万有引力非常小,只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的实际意义.5、G的测量：卡文迪许扭秤实验（1）结构：（2）原理：略。M引力=M扭转M1=kθM2=FL（3）G的意义：a：数值上等于两质量为1kg的物体相距1m时的引力大小。b：证明万有引力定律的正确。（4）大小：G=6.67×10-11Nm2/

5、kg2三、天体运动：（1）测天体质量和密度：设r指轨道半径，R指恒星的半径若天体的卫星环绕天体表面运动，其轨道半径r等于天体半径R，其周期T,则天体密度（2）天体运动情况：（3）海王星发现：（4）证明开普勒第三定律的正确性。四、人造卫星：基本上都是引力提供向心力1、线速度：2、角速度：即线速度即角速度3、周期：4、加速度：说明：V、T、an、ω由r决定，(对同一中心天体)r大：T大，V小，an小，ω小。即周期1、线速度：2、角速度：五、应用万有引力定律解题：1、地面附近：F引=mg2、天体看成圆周运动：F引

6、=Fn人造卫星六、人造卫星及宇宙速度1.人造卫星在地球上抛出的物体，当它的速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，它将围绕地球旋转，成为一颗绕地球运动的人造地球卫星。简称人造卫星。六、人造卫星及宇宙速度2.人造卫星的运动规律人造卫星运动近似看做匀速圆周运动，卫星运动所需要的向心力就是它所受的万有引力。即：万有引力提供向心力。六、人造卫星及宇宙速度3.人造卫星的运动规律推导由4.半径与线速度、角速度、周期、向心加速度的关系R增大V减小R增大减小R增大T增大R增大a减小例.两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动，

7、周期之比为TA：TB=1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（）（RA：RB=1：4；VA：VB=2：1）5.宇宙速度(1)第一宇宙速度：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。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。(3)第二宇宙速度：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，不在绕地球运行。我

8、们把这个速度叫第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体还受到太阳的引力。(4)第三宇宙速度：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。我们把这个速度叫第三宇宙速度。V1=7.9km/s地球V2=11.2km/sV3=16.7km/s11.2km/s>v>7.9km/s七、同步卫星（通讯卫星）1.特点：同步卫星八、同步卫星（通讯卫星）①定周期（频率、转速）（与地球