万有引力定律及应用复习课(完整)课件

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,*,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,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,*,*,万有引力定律,(,复习课,),万有引力定律(复习课),一、有关地球的常数,地球赤道半经（,）：,6378137m,*,地球极半经（,）：,6356752m,*,赤道标准重力加速度（,e,）：（,9780321,）,10,-5,m/s,2,地球的其它数据,地球平均半经：,6371km,子午线周长：,40008.08km,赤道周长：,40075.24km,地球的面积：,51000,万,km,2*,海洋面积：,36100,万,km,2,，占地球总面积的,70.8,一、有关地球的常数地球赤道半经（）：6378137m*,陆地面积：,14900,万,km,2,，占地球总面积的,29.2,地球的体积：,10830,亿,km,3*,地球的质量：,5.97610,27,g,*,地球的平均密度：,5.517g/cm,3,物体脱离的临界速度：,11.2km/s,赤道上点的线速度：,465m/s,地球沿轨道运动的平均速度：,29.78km/s,大陆最高山峰（珠穆朗玛峰）：,8846.27m,大陆平均高度：,825m,海洋最深海沟：,-11034m,海洋平均深度：,-3800m,大陆和海洋的平均高度：,-2448m,（即全球表面无起伏，将被,2448m,厚的海水所覆盖）,陆地面积：14900万km2，占地球总面积的29.2,二、地球的重力,地球的重力,地球对地表和地内物质的引力。,据万有引力定律：,F=GMm/r,2,地球赤道处,重力加速度,g=9.780318(m/s,2,),地球两极处,重力加速度,g=983.2177 (m/s,2,),两极，重力比赤道处大,0.53,，也就是说把在两极重,100kg,的物体搬到赤道地区时，则变成,99.47kg,。,二、地球的重力地球的重力地球对地表和地内物质的引力。,三,、,地球上重力的变化,重力,随纬度的增加,增加。,重力,随海拔高度的增加,减小。,重力随深度的,增加先增加,，,然后减小,，到,地心趋向于零,。,三、地球上重力的变化重力随纬度的增加增加。,重力：物体受到的重力，是由于地球的吸引而产生的,（,1,）重力的大小：同一地点重力的大小与,成正比，即,G,=,。,重力的大小不但跟物体的质量有关，还与物体所处的,、,有关。,（,2,）重力的方向：,向下，除了在赤道和极地附近，一般不通过地心。,（,3,）重力的作用点：,。重心是重力的等效作用点，通常可以认为重力就作用在这一点。物体的重心,在物体上。,mg,高度 纬度,重心,不一定,竖直,重力：物体受到的重力，是由于地球的吸引而产生的mg高度 纬,1,、地面上物体的重力是如何测量的？,2,、如果我们跳出地球看，地球在自转，这时你眼中的物体还是静止的吗？它在做什么运动？此时物体所受的合外力还为,0,吗？,1、地面上物体的重力是如何测量的？2、如果我们跳出地球看，地,为了研究方便，我们在赤道上进行分析。,已知地球质量为,610,24,kg,，赤道处半径为,6400km,，自转周期为,1,天,。,GMm/R,2,-F=m,2,R=m(2/T),2,R,GMm/R,2,=9.799m,m(2/T),2,R=0.034m,(,取,M=5.976 10,24,kg,，,R=6378km),F=9.77m,F,引,F,拉,mg=GMm/R,2,mg=F=9.77m,为了研究方便，我们在赤道上进行分析。已知地球质量为6102,四、“地球自转”模型,地球表面上的物体随地球自转而绕地心做匀速圆周运动，其特点是：,具有与地球自转相同的周期与角速度；万有引力除提供物体做匀速圆周运动所需的向心力外，还要产生重力。,F,万,F,向,mg,适用条件,赤道,两 极,其它位置,四、“地球自转”模型 地球表面上的物体随地球自,F,G,F,向,F,万,G,F,万,G,F,向,r,F,万,=9.799m,F,向,=0.034m,G,重,=9.76m,F,万,=9.799m,F,向,=Mr,2,r,减小,F,向,减小 重力增大,F,万,=9.832m,F,向,=Mr,2,r=0,F,向,=0,小 重力最大,两极，重力比赤道处大,0.53,，也就是说把在两极重,100kg,的物体搬到赤道地区时，则变成,99.47kg,。,FGF向F万GF万GF向rF万=9.799mF向=0.034,重力、万有引力和向心力之间的关系,F,G,F,向,F,万,G,F,万,G,F,向,r,两极,:,F,万,=G,赤道,:F,万,=G+F,向,重力和向心力是万有引力的两个分力,（,1,）静止在地面上的物体，若考虑地球自转的影响,（,2,）静止在地面上的物体，若不考虑地球自转的影响,黄金代换式,（,3,）若物体是围绕地球空中运转，则有万有引力来提供向心力,G,r,2,m,M,m,a,重力、万有引力和向心力之间的关系FGF向F万GF万GF向r两,五、重力和万有引力的关系,1,、不考虑地球自转的条件下，地球表面的物体,2,、重力则随纬度升高而增大,赤道,:,两极,:,地球表面的物体所受的,重力的实质是物体所受万有引力的一个分力,思考：,1,、如果,增大，则,G,如何变化？,2,、当,达到多大时，赤道上的物体将脱离地球？,五、重力和万有引力的关系1、不考虑地球自转的条件下，地球表面,重力加速度的变化,:,重力加速度与高度的变化,:,若物体静止在距离地面高为,h,的高空,重力加速度与纬度的关系,:,重力加速度的变化:重力加速度与高度的变化:若物体静止在距离地,计算地球质量的一种方法,:,忽略地球自转，地面上质量为,m,的物体所受重力等于地球对物体的引力，即：,地球质量,计算地球质量的一种方法:忽略地球自转，地面上质,在星球（如地球）表面的物体，在,忽略自转的情况下,，此时物体所受重力与星球对它的万有引力视为相等。,应用,:,星球表面的物体,在星球（如地球）表面的物体，在忽略自转的情况下，此时物体所受,例题,:,已知星球,表面,重力加速度,g,和星球半径,R,求星球平均密度,.,例题:,例,3:,如果有一天，因某种原因地球自转加快，则地球上的物体重力将会发生变化。当赤道上的物体重力为零时，这时一昼夜将会有多长？（已知地球半径 ）,.,对地球赤道上的物体,有,通常情况,m,2,R,较小,可忽略,当地球自转加快时,将变大,mg,变小,当,mg,小到零时,有,即：,联立,可得,:,秒,解析,:,例3:如果有一天，因某种原因地球自转加快，则地球上的物体重力,【例,4,】地球质量约为月球质量的,81,倍，地球半径约为月球半径的,3.8,倍，则地球表面重力加速度是月球表面重力加速度的多少倍？如果分别在地球和月球表面以相同初速度上抛一物体，物体在地球上上升高度是在月球上上升高度的几倍？,解：,设想地球表面有一质量为,m,的物体，忽略自转，则,【例4】地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的,同理在月球表面：,g,1,/g,2,=6,由竖直上抛运动规律可得，上升的最大高度,点评：地球上不同纬度、不同高度的地方，重力加速度不同，这里我们又得到不同星球由于质量、半径不同，在表面对同一物体的引力不同，重力加速度也不同，同一物体从一个星球到另一星球，质量不变，重力发生变化。,同理在月球表面：g1/g2=6由竖直上抛运动规律可得,【例,5,】地球可视为球体，自转周期为,T,，在它两极处，用弹簧秤测某物体重力为,P,，在它的赤道上，用弹簧秤测同一物体的重力为,0.9P,，地球的平均密度是多少？,分析：重力是由于地球的吸引而产生的，但不能认为重力就是地球对物体的吸引力。只有在两极处，重力才等于万有引力，在其他地方，由于地球自转，物体的重力都小于万有引力，严格来讲，,重力是万有引力的一个分力,，另一个分力提供物体随地球自转所需要的向心力。,【例5】地球可视为球体，自转周期为T，在它两极处，用弹簧秤测,解：设物体质量为,m,，地球质量为,M,，半径为,R,。在两极处：物体重力等于万有引力,赤道处：地球对物体的万有引力与弹簧对物体的拉力的合力提供向心力。由牛顿第二定律：,解：设物体质量为m，地球质量为M，半径为R。在两极处：物体重,【例,6,】月球表面重力加速度只有地球表面重力加速度的,1/6,，一根绳子在地球表面能拉着,3kg,的重物产生最大为,10m/s,2,的竖直向上的加速度，,g,地,=10m/s,2,，将重物和绳子带到月球表面,用该绳子能使重物产生在月球表面竖直向上的最大加速度是多大？,解：由牛顿第二定律可知：对于这个重物，,在地球表面：,F-mg=ma,在月球表面：,【例6】月球表面重力加速度只有地球表面重力加速度的1/6，一,3.,其它天体表面的重力加速度与上述规律相同。,问题二：中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大，现有一中子星，观测到它的自转周期为,T,，问：该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。,分析：假设位于赤道处的一小物体质量为,m,，则当所需的向心力等,于万有引力时，,M=V=R,3,，,联立可得：,=,。,3.其它天体表面的重力加速度与上述规律相同。问题二：中子星,假设火星和地球都是球体，火星的质量,M,火,和地球的质量,M,地,之比,M,火,/M,地,=p,，火星的半径,R,火,和地球的半径,R,地,之比,R,火,/R,地,=q,，那么火星表面处的重力加速度,g,火,和地球表面处的重力的加速度,g,地,之比等于多少？,例题,:,比值计算题,假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M地之比M,某星球可视为球体，其自转周期为,T,，在它的两极处，用弹簧秤测得某物体重为,P,，在它的赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为,0.9P,，星球的平均密度是多少？,解析：设被测物体的质量为,m,，星球的质量为,M,，半径为,R,在两极处：,在赤道上,:,由以上两式解得星球的质量为：,例题,某星球可视为球体，其自转周期为T，在它的两极处，用弹簧秤测得,万有引力定律及应用复习课(完整)课件,一个天体绕另一个天体做匀速圆周运动,一个天体绕另一个天体做匀速圆周运动,万有引力与天体的运动,1.,基本方法：把天体的运动看作匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供，即，,根据实际问题，要冷静思考，灵活运用关系式。,2.,注意事项,a,：,上面关系式中的两天体间距,r,与圆周运动轨道半径,R,不一定相同，如，双星问题。,万有引力与天体的运动 1.基本方法：把天体的,例题（双星问题）,解题要点：,双星的向心力大小相同,双星的角速度相同,例题（双星问题