高中物理-万有引力省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

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,*,一，万有引力定律：,1，,m,1,和,m,2,表示:,2，r,表示：,3，,G,为引力常量:,【注意】,万有引力公式适合用于：,r是,：,两个物体质量,可视为质点物体,质点间距离（球心距）,物理意义:两质量各为1,kg,物体相距1,m,时万有引力大小。,6.67,10,-,11,N,m,2,/kg,2,内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引，引力大小跟这两个物体质量乘积成正比，跟它们距离二次方成反比。,两个物体间距离,第1页,3，引力常数测定,G,=6.6710,11,Nm,2,/kg,2,卡文迪许扭秤,第2页,1、对于万有引力定律数学表示式FGMm/R,2,，以下说法正确是（）,公式中G为引力常量，是人为要求。,R趋近于0时，万有引力趋于无穷大,M、m受到万有引力总是大小相等,方向相反，是一对相互作用力。,M、m受到万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力。,C,练习,第3页,2、地球质量是月球质量81倍，若地球吸引月球力大小为F，则月球吸引地球力大小为（）,A、16F B、F C、9F D、81F,3、两大小相同实心小铁球球心相距R时，它们之间万有引力为F，若两个小铁球距离变成1/2R时，则它们之间万有引力为（）,A、2F B、4F C、8F D、16F,B,B,第4页,等量关系,物理量M,r,T,V,，,知二求一,1，天体运动视为圆周运动，万有引力充当着向心力作用。,二，万有引力定律应用中,两类模型,模型一：围绕模型,第5页,模型二：星球表面上物体,g为星球,表面,重力加速度,R为星球半径。,忽略地球自转影响,2，将物体在行星表面所受到万有引力近似看作等于物体重力。行星表面加速度近似看作是由万有引力产生。,第6页,三，万有引力定律应用,1，天体运动参数计算,如：已知中心天体质量、行星或卫星轨道半径，求：行星或卫星线速度、角速度、周期。,2，用万有引力定律求中心天体质量和密度,如：已知行星或卫星轨道半径、周期（或线速度、角速度），,求：中心天体质量及密度。,第7页,卫星绕行速度、角速度、周期与半径关系：,（,r,越大，,T,越大）,（,r,越大，,v,越小）,（,r,越大，,越小）,（1）天体运动参数计算：,如：已知中心天体质量、行星或卫星轨道,半径,，,求：行星或卫星线速度、角速度、周期。,第8页,4、设地球质量为M，半径为R。人造地球卫星在圆轨道半径上运行，质量为m，轨道半径为 r。那么，在该轨道上做匀速圆周运动卫星速度，角速度，周期各是多少？,解析：地球与卫星间万有引力为向心力，则,第9页,5、人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，以下说法正确是（）：,A.半径越大，速率越大，周期越小 B.半径越大，速率越小，周期越大 C.全部卫星角速度相同，与半径无关 D.全部卫星速率均相同，与半径无关,B,练习,（1）天体运动参数计算：,如：已知中心天体质量、行星或卫星轨道,半径,，,求：行星或卫星线速度、角速度、周期。,第10页,6、,若月球围绕地球做匀速圆周运动，其周期为,T,，又知月球到地心距离为,r,，试求出地球质量。,【解】,万有引力提供月球圆周运动向心力,（2）用万有引力定律求中心天体质量和密度,如：已知行星或卫星轨道半径、周期（或线速度、角速度）,求：中心天体质量及密度。,第11页,练习,7、已知地球绕太阳公转周期T=365天，地球到太阳距离1.5亿公里，你能想方法计算出太阳质量吗？,解：第一步，依据题意建立模型。,第二步，受力分析，写出等量关系,第三步，化简，依据题目要求，求出未知量,第12页,8、已知下面数据，能够求出地球质量,M,是（）,（引力常数,G,是已知）,A.月球绕地球运行周期,T,1,及月球到地球中心距离,R,1,B.地球“同时卫星”离地面高度,C.地球绕太阳运行周期,T,2,及地球到太阳中心距离,R,2,D.人造地球卫星在地面附近运行速度,v,和运行周期,T,3,（2）用万有引力定律求中心天体质量和密度,如：已知行星或卫星轨道半径、周期（或线速度、角速度），,求：中心天体质量及密度。,练习,A,第13页,9、一宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动，宇航员要估测星球密度，只需要测定飞船,（）,A围绕半径 B.围绕速度,C.围绕周期 D.围绕角速度,练习,C,第14页,第三宇宙速度（,逃逸速度,）：,（卫星摆脱太阳束缚最小发射速度）,四，宇宙速度与同时卫星,1，宇宙速度,第一宇宙速度（,围绕速度,）：,（地球卫星最小发射速度，地球卫星最大绕行速度）,第二宇宙速度（,脱离速度,）：,（卫星摆脱地球束缚变成小行星最小发射速度）,v,=7.9千米/秒,；,v,=11.2千米/秒,；,v,=16.7千米/秒,；,第15页,对于靠近地面卫星，能够认为此时,r,近似等于地球半径,R,，把,r,用地球半径,R,代入，能够求出：,这就是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须含有,最低发射速度,，也是,最大运行速度,，也叫做,第一宇宙速度,。,10、,近地面卫星速度是多少呢？,练习,第16页,什么是地球同时卫星？所谓地球同时卫星是指相对于地面静止人造卫星，它周期与地球自转周期相同。,T,24,h。,地球同时卫星满足条件,全部同时卫星只能分布在,赤道上方,一个,确定轨道,上。,全部同时卫星轨道,高度,为一个,定值,。,代入数据得：,h,=3.610,7,(,m,),2，同时卫星,第17页,【例题】已知地球半径为，地球自转角速度为，地球表面重力加速度为。在赤道上空有一颗相对地球静止同时通讯卫星离地面高度是多少？,解：关于同时卫星知识,1、同时卫星周期是24h；,2、同时卫星角速度与地球自转角速度相等；3、同时卫星必须在赤道上空；,第18页,一，万有引力定律：,1、万有引力公式适合用于：,2、,r是,：,质点间距离（球心距）,可视为质点物体；,引力常数测定,卡文迪许扭秤,二，万有引力定律应用中,两类模型,模型一：环 绕 模 型,模型二：星球表面上物体,三，万有引力定律应用,求行星或卫星线速度、角速度、周期,求中心天体质量和密度,四，宇宙速度与同时卫星,1，,宇宙速度：,第一宇宙速度（,围绕速度,）,第二宇宙速度（,脱离速度,）,第三宇宙速度（,逃逸速度,）,2，同时卫星：,（1）周期、角速度与地球相等，,（2）,同时卫星只能分布在赤道上方一个确定轨道上，,（3）轨道高度为一个定值,v,=7.9千米/秒,；,v,=11.2千米/秒,；,v,=16.7千米/秒,；,第19页,