第三节 万有引力定律的应用（课件）-高一物理同步精品课堂（沪科版2020上海必修第二册）

第三节 《万有引力定律的应用》 第六章《万有引力定律》 1、物体做圆周运动的向心力公式是什么？ 2、万有引力定律公式： 3、万有引力和重力的关系是什么？ 重力是地球对地面上物体的万有引力引起的， 重力近似等于地球对地面上物体的万有引力。 知识回顾 引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2 r表示质点间距 或质心间距 1、基本思路： 将行星（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动 2、处理方法： 1、万有引力充当向心力：F引=F向 2、在星球表面及附近： F引=G重 一、万有引力定律的应用 “星球表面及附近” 温馨提示：请做笔记！ 中心天体M 转动天体m 轨道半经r 3、 明 确 物 理 量 天体半经R 轨道所在处 向心加速度a向 轨道所在处 重力加速度g′ 离星球表 面高度h 4、运动规律 A B C v 近快远慢 温馨提示：请做笔记！ 离地球表面h高处： 在地球表面上： 5、黄金代换式 设物体质量为m，地球质量为M，地球半径为R     黄金代换式 温馨提示：请做笔记！ 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； B、1/9； C、1/4； D、1/16 　　 2、火星的质量和半径分别约为地球的1/10和1/2，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（ ） A、0.2 g B、0.4 g C、2.5 g D、5 g 　　 D B 【课堂练习】 二、应用举例 1、重力加速度与高度关系 离地面越高，g越小 离地球表面h高处： 在地球表面上： 设物体质量为m，地球质量为M，地球半径为R 温馨提示：请做笔记！ 2、求中心天体质量M M r m 温馨提示：请做笔记！ 例1、称称太阳的质量： 把地球绕太阳公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011km，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量约为多少？ 解：地球绕太阳公转周期:T=365×24×60×60=3.15×107s 地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。 解题时经常需要引用一些常数，如地球自转、公转周期、月球公转周期等。 解得： 代入数据得： 说明：无法直接求出运动天体（环绕天体）本身的质量，只能求中心天体的质量！ 天体质量： 开普勒第三定律： M T r 例2、称称地球的质量 如果已知地球半径R为6.4×106m，地球表面的重力加速度g为9.8m/s2，你能求出地球的质量吗? 解：设地球表面物体的质量为m， 地球的质量为M， 1、基本思路： 将行星（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动 2、处理方法： 1、万有引力充当向心力：F引=F向 2、在星球表面及附近： F引=G重 万有引力定律的应用 例3、地面上的重力加速度是9.8m/s2，地球的半径为6400km。求地球的平均密度是多少？ 想一想：为什么说卡文迪许是可称出地球质量的人。 R地 M地 m 3、测量中心天体密度： 若m在M表面附近运动,有r=R，则： 球的体积 例4、某宇航员驾驶航天飞机到某一星球，他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测出飞行时间为4.5103s，则该星球的平均密度是多少？ 解：航天飞机绕星球飞行，万有引力提供向心力，所以 近地飞行时，r = R星 该星球的平均密度为： 联立上面三式得： 代入数值： 得： 例5、我国发射的和一颗人造地球卫星“东方红一号”可近似看成沿圆形轨道匀速圆周运动，这颗卫星离地球表面高度h=1.41×106m，已知地球半径r地=6.37×106m，地球质量m地=5.97×1024kg，求该卫星绕地球运行的速度和周期。 解： 4、人造地球卫星 地球质量为M，地球半径为R，卫星距地面高为h，卫星质量为m,写出下列物理量的表达式 1.线速率： 2.角速度： 3.周期： （1）卫星绕地球匀速圆周运动 （2）地球万有引力等于向心力 近快远慢 温馨提示：请做笔记！ 重点：所有卫星轨道平面必过地球球心 ⑴地球同步卫星：是指相对于地面静止的人造卫星，它的周期与地球自转的周期相同。T＝24h。 ⑵地球同步卫星满足的条件 ①所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上。 ②所有的同步卫星的轨道高度为一个定值。 5、地球同步卫星 代入数据得：h=3.6×107(m) 温馨提示：请做笔记！ * （1）第一宇宙速度 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫第一宇宙速