万有引力定律复习公开课获奖课件.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,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,万有引力复习,第1页,开普勒,(1571-1630),牛顿,(1643-1727),第谷,(1546-1601),伽利略,(1564-1642),笛卡尔,(1596-1650),导师观测数据,第2页,一、开普勒行星运动规律,开普勒第一定律：所有行星围绕太阳运动轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆一种焦点上。,开普勒第二定律：对于每一种行星而言，太阳和行星连线在相等时间内扫过相等面积。,开普勒第三定律：所有行量轨道半长轴三次方跟公转周期二次方比值都相等。,比值k是一种与太阳质量有关,与行星无关常量,第3页,二、万有引力定律,宇宙间一切物体都是互相吸引，两个物体间引力大小与它们质量乘积成正比，跟它们距离平方成反比。,卡文迪许扭秤试验,第4页,引力和重力：,M,m,R,F,n,mg,r,F,引,三、万有引力在天文学上应用,(1)当物体在赤道上:,F引、G、Fn三力同向,此时向心力抵达最大值，重力抵达最小值,(2)当物体在两极时:,Fn=0，F引=G,此时重力等于万有引力，重力抵达最大值,F,引,mg,F,n,第5页,第6页,万有引力定律应用,思绪一：天体表面重力近似等于万有引力,思绪二：天体运动中，万有引力提供物体圆周运动向心力处理天体问题两条基本思绪,由围绕天体,v,、,、,r,中任意,两个量,可求解中心天体质量,第7页,1,、由围绕天体求解中心天体质量及密度,当围绕天体在中心天体表面运行时,r,为围绕半径,R,为中心天体半径,r=R,第8页,考点：天体质量及密度计算,第9页,黄金代换,2,、重力加速度,g,(1),天体,表面,重力加速度为,(2),离表面,某一高度,物体重力加速度,(,轨道,重力加速度,),星球半径,运行轨道,离地面高度,注意：,R,r,h,(,到,地心,距离,),r,r,第10页,考点：万有引力及其与重力关系,第11页,3,、围绕天体绕行速度、角速度、周期与半径关系,r,越大,v,越小,r,越大,越小,r,越大,T,越大,r,越大,a,越小,P,72,热点一人造卫星圆周轨道运行规律,第12页,1,、,第一宇宙速度,:,v,=7.9,km/s,，,是物体,在地球表面做匀速圆周运动,速度,又叫,围绕速度,。,三、宇宙速度,2,、第二宇宙速度：,v,=11.2,km/s,，是物体克服地球引力，永远,离开地球,最小发射速度，也称为,脱离速度,。,3、第三宇宙速度：v=16.7km/s，是物体挣脱太阳引力束缚，飞到太阳系外最小发射速度。也成为逃逸速度。,第13页,发射速度,v,运动情况,v,7.9,km/s,v,=7.9,km/s,7.9,km/s,v,11.2,km/s,11.2,km/sv,16.7,km/s,v,16.7,km/s,物体,落回,地面,物体在地面附近绕地做,匀速圆周运动,物体绕地球运转，运动轨迹是,椭圆,物体绕,太阳,运动,物体,飞出,太阳系,第一宇宙速度,第14页,1,、卫星运动规律,三、同步卫星,地球,r,第15页,卫星围绕速度、角速度、周期与其质量无关，,仅由,轨道半径,决定。,离地面,越高,卫星，运行速度,(,v,),越小,，向心加速度,越小,，周期,越长,。,向高轨道发射卫星所需要,较大发射速度,，但高轨道,运行速度反而小。,轨道越高，动能越小，势能越大，机械能越大,第一宇宙速度,发射卫星,最小发射速度,卫星绕地球做圆周运动,最大围绕速度,近地,卫星,围绕速度,第16页,2,、卫星运行轨道,赤道轨道：卫星轨道在赤道平面，卫星一直处在赤道上方,极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空,一般轨道：卫星轨道和赤道成某一定角度。,同步卫星,同周期、同角速度、同频率、同转速、同高度、同线速度大小、同向心加速度大小、同绕行方向，同在赤道正上方。,平面过球心,质量不一样样，向心力不一样样,第17页,所谓同步卫星，即与地球保持同步，周期同地球自转周期相似(角速度相似)，且轨道面必须在赤道平面,围绕方向与地球自转方向相似,3、地球同步卫星,第18页,考点：赤道上物体、同步卫星和近地卫星,第19页,第20页,赤道上物体、近地卫星、同步卫星,RA,B,C,B,、,C:,a,近,a,同,A,、,C:,a,同,a,赤,a,近,a,同,a,赤,综上所述：,v,近,v,同,v,赤,v,近,v,同,v,同,v,赤,均为卫星，同步卫星轨道半径大,角速度相似,近,同,赤,=,同,近,同,=,赤,A,、,B:,a,近,a,赤,v,近,v,赤,半径相似,近,赤,第21页,内容,赤道,近地,同时,线速度,角速度,向心加速度,第一宇宙速度,第22页,近地 同步赤道,第23页,地球,卫星变轨,轨道越,高,，速度越,小,轨道越,低,，速度越,大,当卫星由于某种原因速度忽然变化时(启动或关闭发动机或空气阻力作用)，万有引力不再等于向心力，卫星将变轨运行：,(1),当卫星速度突然增大时，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做,离心运动，,脱离原来圆轨道，轨道,半径变大，,当卫星进入新轨道稳定时由,可知其运行速度比原轨道时,减小。,第24页,地球,卫星变轨,(2),当卫星速度突然减小时，,，即万有引力大于所需要向心力，卫星将做,近心运动，,脱离原来圆轨道，轨道,半径变小，,当卫星进入新轨道稳定时由,可知其运行速度比原轨道时,增大。,变轨只包括瞬时速度关系，加速度只与轨道高下有关,轨道越,高,，速度越,小,轨道越,低,，速度越,大,第25页,考点：人造卫星变轨问题,第26页,加速,加速,第27页,考点：宇宙速度黑洞与多星系统,第28页,双星运动特点,绕公共圆心转动两个星体构成系统，我们称之为双星系统，“双星”是由两颗绕着共同中心旋转恒星构成。对于其中一颗来说，另一颗就是其“伴星”。,1,、两颗恒星均围绕共同旋转中心做,匀速圆周运动,。,2,、两恒星之间,万有引力,分别提供了两恒星向心力，即两颗恒星受到,向心力大小相等,。,第29页,措施技巧,多星问题解题技巧,(1)挖掘一种隐含条件：在圆周上运动天体角速度(或周期)相等。,(2)重视向心力来源分析：双星做匀速圆周运动向心力由它们之间万有引力提供，三星或多星做圆周运动，向心力往往是由多种星万有引力合力提供。,(3)辨别两个长度关系：圆周运动轨道半径和万有引力公式中两天体距离是不一样样，不能误认为同样。,第30页,考点：天体追及相遇问题,第31页,卫星“追击”问题,A,B,某时刻两卫星相距近来(两卫星与地心共线)，通过多长时间两卫星再次相距近来或最远？,A,B,A,B,第32页,