第三章_第一节_万有引力定律_(粤教版必修2).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,开普勒定律,1,开普勒第一定律,(,轨道定律,),：所有行星围绕太阳运动的,轨道都是,_,，太阳处,在椭圆的一个焦点上,椭圆,2,开普勒第二定律,(,面积定律,),：太阳和行星之间的连线在,相等的时间内扫过相同的,_,面积,3,开普勒第三定律,(,周期定律,),：所有行星绕太阳公转周期,的,_,和轨道半长轴的,_,成正比，用公式表示为,_.,平方,立方,三、万有引力定律,开普勒,伽利略,笛卡儿,1,万有定律的发现：,_,、,_,、,_,、,_,等科学家对行星运动的原因做了各种猜想，最后由,_,正式提出万有引力定律,胡克,牛顿,2,内容,:,宇宙间任意两个有质量的物体间都存在,_,，,其大小与,_,乘积成正比，与,_,成反比,相互吸引力,两物体的质量,它们间距离的平方,3,公式：,F=,_,，其中,G,为引力常数，精确的实验,测得,G,6.6710,11,Nm,2,/kg,2,.,G,m,1,m,2,r,2,要点,1,开普勒第二定律的应用,【,例,1,】,我国发射的第一颗人造卫星，其近地点高度是,h,1,439 km,，远地点高度,h,2,2 384 km,，求近地点与远地点卫星,运动的速率之比,v,1,v,2,.(,已知,R,地,6 400 km,，用,h,1,、,h,2,、,R,地,表,示，不计算结果,),1,某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为,a,，近,日点离太阳的距离为,b,，过远日点时行星的速率为,v,a,，则过近,日点时的速率,v,b,为,(,),C,解析：,由开普勒第二定律知，某行星与太阳的连线在相等,时间内扫过的面积相等，取,t,足够短，所扫过的面积近似看做,要点,2,开普勒第三定律的理解和应用,(1),开普勒第三定律揭示了周期和轨道半径的关系，椭圆轨道,半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小,图,3,1,1,(2),事实表明：该定律也适用于其他天体的运动，如月球绕,地球运动、卫星绕木星运动、人造卫星绕地球运动等,2,开普勒常量,(,k,),的理解,k,值是一个由被环绕的中心天体本身决定的常量，也就是,说：在中心天体不同的系统里,k,值是不同的，在中心天体相同,的系统里,k,值是相同的,【,例,2,】,人造,地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半,周期大约是,(,),A,1,3,天,B,3,5,天,C,5,7,天,D,以上都不对,答案：,C,径的 ，已知月球绕地球运动的周期是,30,天，则此卫星运行的,2,设有两颗人造地球卫星的质量之比为,m,1,m,2,12,，,其运行轨道半径之比为,R,1,R,2,31,，则两颗卫星运行的周期,之比为,(,),D,A,41,B,91,C,13,D,3 1,的适用条件,r,要点,3,万有引力定律的理解,1,公式,F,Gm,1,m,2,2,(1),质点间的相互作用,(2),质量分布均匀的球体，,r,为球心间距离,2,对万有引力定律的理解,(1),普遍性：引力存在于宇宙间任何有质量的物体之间，是,自然界中的一种基本相互作用,(2),相互性：两个物体间的引力是一对作用力与反作用力,(3),宏观性：微观粒子质量很小，它们之间的引力很小，可,忽略不计；一般的两个物体间的引力也很小,(,例如人与人之间,),，,也可忽略不计；只有在天体与天体之间、天体与一般物体之间,的引力较大或很大时，引力才有宏观上的意义,(4),特殊性：两物体间的万有引力只与它们的质量、距离有,关，而与其所在的空间性质无关，与周围有无其他物体无关,r,【,例,3,】,(,双选,),对于质量分别为,m,1,和,m,2,的两个物体间的万,有引力的表达式,F,G,m,1,m,2,2,，下列说法中正确的是,(,),A,公式中,G,是引力常量，它是由实验得出的，而不是人,为规定的,B,当两物体间的距离,r,趋于零时，万有引力趋于无穷大,C,m,1,和,m,2,所受引力大小总是相等的,D,两个物体间的引力总是大小相等,、方向相反的，是一,对平衡力,解析：,引力常量,G,的值是英国物理学,家卡文迪许运用构思,巧妙的,“,精密扭秤,”,实验测定出来的，所以选项,A,正确；两个,物体之间的万有引力是一对作用力与反作用力，它们总是大小,相等、方向相反、分别作用在两个物体上，所以选项,C,正确，,D,错误当,r,趋于零时，这两个物体不能看成质点，万有引力,公式不再适用，,B,项错,答案：,AC,3,地球质量大约是月球质量的,81,倍，一飞行器在地球和,月球之,间，当地球对它的引力和月球对它的引力相等时，飞行,器距地心的距离与距月心的距离之比为,(,),D,A,11,B,31,C,61,D,91,解析：,设月球中心离飞行器的距离为,r,1,，月球的质量为,m,1,；,地球中心离飞行器的距离为,r,2,，地球的质量为,m,2,，飞行器的质,量为,m,，则飞行器受到月球、地球的万有引力分别为,F,月,公式 ,k,中，半长轴,a,是,AB,间距的一半,(,如图,3,1,2,半长轴的理解,a,3,T,2,所示,),，不要认为,a,等于太阳到,B,点的距离；,T,是公转周期，不,要误认为是自转周期,图,3,1,2,【,例,4,】,哈雷彗星的环绕周期是,76,年，离太阳最近距离是,8.910,10,m,，离太阳最远的距离尚未得知试根据开普勒定律,估算这个最远距离,(,k,3.35410,18,m,3,/s,2,),错因：,未能正确理解最近、最远距离与轨道半长轴间的几,何关系,半长轴,a,l,1,l,2,2,正解：,设最近距离是,l,1,，最远距离是,l,2,，则由数学知识知,4,哈雷彗星最近出现的时间是,1986,年，天文学家哈雷曾,预言，,这颗彗星将每隔一定时间就会出现，请预测其下一次飞,临地球是哪一年？提供以下数据供参考：,(1),地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨迹是一个椭,圆；,(2),哈雷彗星轨道的半长轴,a,约等于地球轨道半长轴,a,的,18,倍,解：,设哈雷彗星绕太阳运动的周期为,T,，地球的公转周,期为,T,，据开普勒第三定律有,则哈雷彗星下次临近地球的时间是,1986,年,76,年,2062,年,解：,设哈雷彗星绕太阳运动的周期为,T,，地球的公转周,期为,T,，据开普勒第三定律有,则哈雷彗星下次临近地球的时间是,1986,年,76,年,2062,年,万有引力和重力的区别,1,地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因，但重力,又不完全等于引力这是因为地球在不停地自转，地球上的一,切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向,心力这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小是,F,向,m,2,r,(,r,是物体与地轴的距离，,是地球自转的角速度,),这个,向心力是地球对物体的引力,F,的一个分力，如图,3,1,3,，引,力,F,的另一个分力才是物体的重力,mg,.,图,3,1,3,.,地球表面的重力加速度为,g,，其中,M,和,2,重力和万有引力无论在大小还是在方向上都略有差别，,但这种差别很小所以一般情况下，可不考虑地球自转的影响，,认为物体在地球表面所受重力的大小等于地球对它的万有引,力，即,mg,G,R,分别是地球的质量和半径,Mm GM,R,2,R,2,5,(2011,年金山中学期中,),关于重力和万有引力的关系，下,列说法错误的是,(,),A,A,地面附近物体所受到的重力就是万有引力,B,重力是由于地面附近的物体受到地球吸引而产生的,C,在不太精确的计算中，可以认为重力等于万有引力,D,严格来说重力并不等于万有引力，除两极处物体的重,力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力,