同步卫星有-课件.ppt

1、万有引力定律复习万有引力定律复习 请同学思考、回忆这一章请同学思考、回忆这一章:学习了哪些新知识？学习了哪些新知识？你能运用这些新知识解释或解决哪些新问题？你能运用这些新知识解释或解决哪些新问题？你积累了哪些新经验你积累了哪些新经验?一、本章学习的新知识一、本章学习的新知识（一）开普勒在行星运动规律的研究上的（一）开普勒在行星运动规律的研究上的主要贡献是什么？主要贡献是什么？开普勒第一定律开普勒第一定律：所有的行星所有的行星围绕太阳运动的轨围绕太阳运动的轨道道都是椭圆都是椭圆，太阳处在，太阳处在所有椭圆所有椭圆的一个焦点上。的一个焦点上。开普勒第二定律开普勒第二定律：对于：对于每一个行星每一个

2、行星而言，太阳和而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。开普勒第三定律开普勒第三定律：所有行量所有行量的轨道的半长轴的三的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次的比值次方跟公转周期的二次的比值都相等都相等。开普勒第三定律的公式：开普勒第三定律的公式：R表示椭圆轨道的半长轴，表示椭圆轨道的半长轴，T表示公转周表示公转周期，比值期，比值k是一个与太阳质量有关、与行是一个与太阳质量有关、与行星无关的常量。星无关的常量。kTR23课堂练习：课堂练习：1、开普勒三大定律是开普勒通过观察实验、开普勒三大定律是开普勒通过观察实验发现的。（发现的。（）2、月球

3、、人造地球卫星绕地球运转同样遵、月球、人造地球卫星绕地球运转同样遵循开普勒三大定律，此时公式中循开普勒三大定律，此时公式中k只与地只与地球质量有关、与月球、人造卫星无关。球质量有关、与月球、人造卫星无关。（）kTR23 3、有两个人造地球卫星，它们绕地球运转、有两个人造地球卫星，它们绕地球运转的轨道半径之比是的轨道半径之比是1：2，则它们绕运转，则它们绕运转的周期之比为的周期之比为 。答案答案:分析与解：它们的运动遵循开普勒第三分析与解：它们的运动遵循开普勒第三定律，有：定律，有：所以所以22322131TRTR22:1(二）牛顿是怎样得出万有引力定律的？二）牛顿是怎样得出万有引力定律的？牛顿

4、运用匀速圆周运动的知识、牛顿牛顿运用匀速圆周运动的知识、牛顿第二定律、开普勒第三定律、牛顿第三第二定律、开普勒第三定律、牛顿第三定律推导出来的。（请见课本第定律推导出来的。（请见课本第105页）页）221rmGmF（三）卡文迪许的主要贡献是什么？（三）卡文迪许的主要贡献是什么？设计了扭秤装置，用实验方法测出了万有设计了扭秤装置，用实验方法测出了万有引力常量：引力常量：22111067.6kgmNG课堂练习：课堂练习：4、为什么卡文迪许被人们称为、为什么卡文迪许被人们称为“能称出地能称出地球质量的人球质量的人”？如果已知地球的半径？如果已知地球的半径R、重力加速度重力加速度g,你能算出地球的质量

5、吗？你能算出地球的质量吗？解：设地球质量为解：设地球质量为M，地面上某物体的质，地面上某物体的质量为量为m，研究表明：地球表面上物体受到，研究表明：地球表面上物体受到地球的吸引力约于重力，则：地球的吸引力约于重力，则：GgRMmgRGMm22:,解得5、地球质量大约是月球质量的、地球质量大约是月球质量的81倍，如果我国倍，如果我国即将发身的登月飞行器从地球飞向月球，当飞即将发身的登月飞行器从地球飞向月球，当飞行器距地心的距离与距月心的距离之比是行器距地心的距离与距月心的距离之比是 之后，越飞越省力。之后，越飞越省力。答案：答案：9：1（四）人类要想使人造地球卫星上天，（四）人类要想使人造地球卫

6、星上天，运载火箭的速度至少多大？运载火箭的速度至少多大？运载火箭的速度至少达到运载火箭的速度至少达到7.9km/s。这一速这一速度叫做第一宇宙速度。度叫做第一宇宙速度。二、解决的新问题二、解决的新问题（一）（一）重力的本质问题重力的本质问题？为什么地球上各？为什么地球上各个地方的重力加速度的数值不相同？个地方的重力加速度的数值不相同？（二）（二）天文学上天文学上：怎样计算天体的质量？：怎样计算天体的质量？密度？海王星和冥王星是怎样发现的？密度？海王星和冥王星是怎样发现的？（三）（三）航天上航天上：人造卫星怎样才能上天？：人造卫星怎样才能上天？同步卫星是怎么一回事？同步卫星是怎么一回事？（四）（

7、四）其它其它：解释双星问题、解释黑洞现：解释双星问题、解释黑洞现象等？象等？（一）重力的本质问题？为什么地球上各个地方的重力加速度的数值不相同？请看课本第37页：重力加速度的数值。（二）天文学上：怎样计算天体的质量？密度？（二）天文学上：怎样计算天体的质量？密度？海王星和冥王星是怎样发现的？海王星和冥王星是怎样发现的？1、怎样计算天体的质量？、怎样计算天体的质量？r表示轨道半径，表示轨道半径，T周期，周期，M表示处于中心的表示处于中心的星球的质量。星球的质量。232224)2(GTrMTmrrGMm2、海王星和冥王星是怎样发现的？、海王星和冥王星是怎样发现的？请看课本第请看课本第108页。页。

8、课堂练习：课堂练习：6、我国即将发现探月飞行器，目的是调查、我国即将发现探月飞行器，目的是调查月球上的各种资源。你能为探月飞行器月球上的各种资源。你能为探月飞行器上的宇航员设计一种测量月球平均密度上的宇航员设计一种测量月球平均密度的方法吗？的方法吗？答案答案 当探月飞行器靠近月球时，关闭飞行器上的发当探月飞行器靠近月球时，关闭飞行器上的发动机，让飞行器在月球的万有引力作用下绕月动机，让飞行器在月球的万有引力作用下绕月球运动一周，测出所用时间球运动一周，测出所用时间T，即可算出月球，即可算出月球的平均密度：的平均密度：23GT解答解答设月球的质量为设月球的质量为M，半径为，半径为r,探月飞行器的

9、探月飞行器的质量为质量为m,探月飞行器在万有引力作用下探月飞行器在万有引力作用下绕月球表面运动一周的周期为绕月球表面运动一周的周期为T，则有：，则有：23223:34:)2(GTVMrVTmrrGMm解得月球的平均密度月球的体积（三）航天上：人造卫星怎样才能上（三）航天上：人造卫星怎样才能上天？同步卫星是怎么一回事？天？同步卫星是怎么一回事？1、怎样推导、计算第一宇宙速度？、怎样推导、计算第一宇宙速度？./9.7:,:,222skmvgRvmgRGMmRGMvRmvRGMm计算的结果是可以解得则若考虑到地球表面解得2、同步卫星有哪些参数相同？、同步卫星有哪些参数相同？答：同步卫星有答：同步卫星

10、有“八同八同”，即同周期（与，即同周期（与地球自转的周期相同）、同角速度、同地球自转的周期相同）、同角速度、同频率、同转速、同高度（到地心的距离频率、同转速、同高度（到地心的距离相同）、同线速度大小、同向心加速度相同）、同线速度大小、同向心加速度大小、大小、同在赤道的正上方同在赤道的正上方（相对于地球（相对于地球静止）。由于各国发射的同步卫星质量静止）。由于各国发射的同步卫星质量一般一般不同不同，所以它们受到的向心力的大，所以它们受到的向心力的大小一般小一般不同不同。课堂练习：课堂练习：7、已知地球的半径为、已知地球的半径为R=6400km,地球自转地球自转的周期的周期T=24h,试计算同步卫

11、星到地面的高试计算同步卫星到地面的高度度h=?解答 同步卫星绕地球转动的周期与地球自转相同，所以有：.106.3:,4:)2)()(73222222mhRgTRhmgRGMmThRmhRGMm代入数据计算得统一单位解得在地球表面有（四）其它：解释黑洞现象等？怎样理解黑洞现象？宇宙中某些天体质量非常大,半径非常小,它对其它星球的吸引力非常地大,甚至“光”也不能从它的表面射出,由于没有光进入我们的眼睛所以我们就看不见它,称之为“黑洞”.黑洞只吸收能量而不向外辐射能量.请课后阅读课本第110页.8.?,/100.3,100.2830成多少它的半径将变如果演变成了黑洞试估算太阳的速度光已知太阳的质量s

12、mckgM解答 如果光不能从太阳射出,“光子”可以绕太阳作匀速圆周运动,设“光子”的质量为m,则有:.5.1105.1)100.3(100.21067.6:3283011222kmmcGMRRmcRGMm解得三三 积累的新经验积累的新经验你能说出解决本章问题的基本思路吗你能说出解决本章问题的基本思路吗?1.当物体在地面及其附近且不考虑地球的自转时当物体在地面及其附近且不考虑地球的自转时,万有引万有引力的大小力的大小重力的大小重力的大小,即即:2222222)2(:,.2;TmrrGMmmrrGMmrmvrGMmmgRGMm即万有引力充当向心力课外作业课外作业:完成完成课本课本第第114 页页“习题习题”.