万有引力复习剖析课件

一一.行星或卫星问题行星或卫星问题在空中：在空中：将行星（或卫星）围绕将行星（或卫星）围绕中心天体中心天体的运动看成是的运动看成是匀速圆周运动匀速圆周运动.万有引力提供向心力万有引力提供向心力中中心心天天体体质质量量M M卫星卫星质量质量m mG G重重 =F=F引引 =F=F向向一.行星或卫星问题在空中：将行星（或卫星）围绕中心天体的运动1比较卫星（或行星）所受：比较卫星（或行星）所受：比较卫星（或行星）所受：2中心天体中心天体M转动天体转动天体m m要明确各个物理量：要明确各个物理量：轨道半径轨道半径r中心天体中心天体半径半径R高度高度hr=R+h中心天体M转动天体m要明确各个物理量：轨道半径r中心天体高度3二、二、物体在中心天体表面物体在中心天体表面已知中心天体的已知中心天体的球体半径球体半径R R和球体表面和球体表面重力加速度重力加速度g g基本思路基本思路F引引=G重重（黄金代换）（黄金代换）二、物体在中心天体表面基本思路F引=G重（黄金代换）41 1、方法一、方法一-物体在中心天体表面物体在中心天体表面G重重=F引引2 2、方法二、方法二-物体在中心天体上空物体在中心天体上空F F引引 =F=F向向三、天体质量三、天体质量M M的计算：的计算：1、方法一-物体在中心天体表面G重=F引2、方法二-5例例1：已知万有引力常量：已知万有引力常量G，地球半径，地球半径R，月球和地球之间的距离月球和地球之间的距离r，同步卫星距地面，同步卫星距地面的高度的高度h，月球绕地球的运转周期，月球绕地球的运转周期T1，地球，地球的自转周期的自转周期T2，地球附近卫星的周期，地球附近卫星的周期T3，地球表面的重力加速度地球表面的重力加速度g，第一宇宙速度，第一宇宙速度为为V1。请同学们根据以上已知条件，写出。请同学们根据以上已知条件，写出估算地球质量估算地球质量M的五种方法表达式。的五种方法表达式。例1：已知万有引力常量G，地球半径R，月球和地球之间的距离r6计算的天体密度：计算的天体密度：7 存在三类人造地球卫星轨道：存在三类人造地球卫星轨道：存在三类人造地球卫星轨道：存在三类人造地球卫星轨道：赤道轨道赤道轨道：卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于：卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方；赤道上方；极地轨道极地轨道：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星：卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空；通过两极上空；一般轨道一般轨道：卫星轨道和赤道成一定角度。卫星轨道和赤道成一定角度。四、人造地球卫星的运行轨道四、人造地球卫星的运行轨道 四、人造地球卫星的运行轨道 8卫星圆周运动的圆心和地球的地心重合。卫星圆周运动的圆心和地球的地心重合。卫星圆周运动的圆心和地球的地心重合。9五、地球同步卫星的特点五、地球同步卫星的特点 同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星同步卫星与地球同步转动，又称静止卫星 （相对地面静止）（相对地面静止）（1）周期、角速度与地球自转周期、角速度）周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，所有同步卫星相同，所有同步卫星T=24h。（2）轨道确定：）轨道确定：只能在赤道平面的正上方，且为一定高度处。只能在赤道平面的正上方，且为一定高度处。五、地球同步卫星的特点 同步卫星与地球同步转动，又10 例例2、已知地球的半径为、已知地球的半径为R、自转角速度为、自转角速度为、周期为周期为T、地球的质量为、地球的质量为M、地球表面的重、地球表面的重力加速度为力加速度为g0、万有引力常量为、万有引力常量为G，在赤道，在赤道上空一颗相对地球静止的同步卫星离开地面上空一颗相对地球静止的同步卫星离开地面的高度的高度h有几种计算方法？列出全部的表达有几种计算方法？列出全部的表达式。式。例2、已知地球的半径为R、自转角速度为、周期为T、11VF引F引=0F引引F向向F引引F向向六、卫星变轨问题六、卫星变轨问题MmVF引F引=0F引F向F引F向六、卫星变轨问题Mm12v vF F引引引引12R卫星在圆轨卫星在圆轨道运行速度道运行速度V1V2900减小减小vF引12R卫星在圆轨道运行速度V1V2900减小13v v3 3F F引引引引Lv3F引L14使使使使卫卫卫卫星星星星进进进进入入入入更更更更高高高高轨轨轨轨道道道道做做做做圆圆圆圆周周周周运运运运动动动动v3 3v4 4使卫星进入更高轨道做圆周运动v3v415卫卫星星的的回回收收卫星的回收16七、双星的旋转问题：七、双星的旋转问题：质量质量质量质量 m m m m 越大，旋转半径越小，离旋转中心越近。越大，旋转半径越小，离旋转中心越近。越大，旋转半径越小，离旋转中心越近。越大，旋转半径越小，离旋转中心越近。m1m2r1r2o七、双星的旋转问题：质量 m 越大，旋转半径越小，离旋转中心17