万有引力定律与天体运动

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,万有引力定律与天体运动,第一课时,1,内容：,自,然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量,m,1,和,m,2,的乘积成,，与它们之间的距离,r,的,成反比,2,公式：,F,，,其,中,G,N,m,2,/kg,2,叫引力常量,3,适用条件：,公,式适用于,间的相互作用也适用于两个质量分布均匀,的球体间的相互作用，但此时,r,是,间的距离，一个均匀球体与球,外一个质点的万有引力也适用，其中,r,为球心到,间的距离,6.67,10,11,平方,正比,质点,两球心,质点,万有引力和重力的关系,：,万有引力对物体的作用效果可以等效为两个力的作用，一个是重力,mg,，,另一个是物体随地球自转需要的向心力,F,向,，如,图,所示，可知：,(,1,),在两极：重力等于万有引力，重力加速度最大,(,2,),在,赤道：,F,万,F,向,mg,故,mg,mR,2,重力加速度最小,(,3,),由于地球的自转角速度很小，地球的自转带来的影响很小，一般情况下认为：,mg,，故,GM,gR,2,，这是万有引力定律应用中经常用到的,“,黄金代换,”,例,1,、有两个大小一样，同种材料组成的均匀球体紧靠在一起，它们之间的万有引力为,F,，若用上述材料制成两个更小的均匀球体靠在一起，它们间的万有引力将（,）,A,、等于,F B,、小于,F,C,、大于,F D,、无法比较,B,例,2,（,07,全国）据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的,6.4,倍，一个在地球表面重量为,600 N,的人在这个行星表面的重量将变为,960 N,，由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为,（,）,A.0.5 B.2 C.3.2 D.4,考点二：天体运动,1、运动情景：环绕天体绕中心天体作匀速圆周运动，圆心位于中心天体球心（认为中心天体静止）,2、动力学分析：引力提供向心力,想一想：,1、近地卫星和同步卫星有怎样特殊的运动情景？,2、放在赤道上的物体与赤道上空的近地卫星有哪些相似点和不同？与同步卫星有哪些相似点和不同？,3、通讯卫星为什么是同步卫星？,例3、可以发射这样一颗卫星，（）,A 其轨道始终与某条不为0的纬度线在同一平面内,B 其轨道始终与某条经度线在同一平面内,C 始终定位在北京上空,D 其周期为24小时，但不在赤道上空,要点深化,1：环绕天体运动参量与轨道半径的关系,想一想：地球的所有卫星中周期最小的是哪种卫星？,1,假,如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的,2,倍，仍做圆周运动，则,(,),A,根据公式,v,r,可知卫星运动的线速度将增大到原来的,2,倍,B,根据公式,F,可知卫星所需的向心力将减小到原来的,1/2,C,根据公式,F,可知地球提供的向心力将减小到原来的,1/4,D,根据上述,B,和,C,中给出的公式可知，卫星运行的线速度将减小到原来的,例,2,（,07,重庆）土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动，其参数如表：,两卫星相比，土卫十（）,A.,受土星的万有引力较大,B.,绕土星做圆周运动的周期较大,C.,绕土星做圆周运动的向心加速度较大,D.,动能较大,卫星半径(m),卫星质量,(kg),轨道半径(m),土卫十,8.9010,4,2.0110,18,1.5110,8,土卫十一,5.7010,4,5.6010,17,1.5110,8,例,3,（,05,全国）把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周。由火星和地球绕太阳的周期之比可求得（,）,A.,火星和地球的质量之比,B.,火星和太阳的质量之比,C.,火星和地球到太阳的距离之比,D.,火星和地球太阳运行速度大小之比,要点深化,2、卫星变轨问题,给作圆运动的卫星加速，卫星将脱离圆轨道作离心运动，轨迹变为椭圆；,给作圆运动的卫星减速，卫星将脱离圆轨道作近心运动，轨迹也变为椭圆。,使卫星从低圆轨道变轨到高圆轨道要经历两次加速；,使卫星从高轨道变轨到低轨道要经历两次减速。,D,