教科版高中物理必修二第三章-第一节-天体运动-(共20张)课件.ppt

1、 天体运动天体运动1.1.开普勒三开普勒三定律定律第一定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。所有椭圆的一个焦点上。第二定律：第二定律：行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等所以，近日点速度最大，远日点速度最小所以，近日点速度最大，远日点速度最小第三定律：第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即次方的比值都相等，即k23TRk k与行星无关，只与中心天体的质量有关与行星无关，只与

2、中心天体的质量有关所以，所以，RR，则，则TT2.2.万有引力定律万有引力定律 自然界中任何两个物体都互相吸引，引力的大小跟它们自然界中任何两个物体都互相吸引，引力的大小跟它们的质量的质量mm1 1和和mm2 2的的乘积成正比乘积成正比，跟它们的距离，跟它们的距离r r的平方成的平方成反比。反比。2GMFrm引a.G=6.67a.G=6.671010-11-11N Nm m2 2/kg/kg2 2,由卡文迪许测出，被称为能由卡文迪许测出，被称为能 称出地球质量的人；称出地球质量的人；c.c.两物体间的引力是作用力与反作用力的关系两物体间的引力是作用力与反作用力的关系b.b.适用于两个质点间的相

3、互作用力，质量分布均匀的适用于两个质点间的相互作用力，质量分布均匀的 球体也适用，此时球体也适用，此时r r为两球心的距离；为两球心的距离；(r0(r0，FF是错误的，因为两个物体间的距离很近是错误的，因为两个物体间的距离很近的时候，就不能被看成质点了的时候，就不能被看成质点了)3.3.万有引力与重力的关系万有引力与重力的关系(1)(1)考虑地球自转时：考虑地球自转时：重力是引力的一个分力，方向垂直重力是引力的一个分力，方向垂直水平地面，但并不指向地心（除赤水平地面，但并不指向地心（除赤道和两极外），另一个分力充当物道和两极外），另一个分力充当物体随地自转的向心力。体随地自转的向心力。(2)(

4、2)一般不考虑地球的自转，则一般不考虑地球的自转，则F F引引=mg=mg 地表上：地表上：地面上高地面上高h h处：处：2地RGMmmg 2)(hRGMmmg地2地gRGM(黄金代换黄金代换)万有引力定律竖直上抛自由落体运动平抛运动重力加速度g4.4.万有引力定律与一般物体的运动的联系万有引力定律与一般物体的运动的联系 静止在地球表面随地球自转的物体受到的作用静止在地球表面随地球自转的物体受到的作用力有力有()()A.A.万有引力、弹力万有引力、弹力B.B.万有引力、重力、弹力万有引力、重力、弹力C.C.万有引力、向心力、弹力万有引力、向心力、弹力D.D.万有引力、向心力、弹力、摩擦力万有引

5、力、向心力、弹力、摩擦力 均匀质量的球体半径为均匀质量的球体半径为R R，质量为，质量为MM，在球外离球，在球外离球面面h h高处有一质量为高处有一质量为m m的质点，则其万有引力大小的质点，则其万有引力大小为为A.A.B.B.C.C.D.D.2RGMm2hGMm2)(hRGMm22hRGMm 离地面某一高度离地面某一高度h h处的重力加速度是地球表面重处的重力加速度是地球表面重力加速度的力加速度的1/21/2，则高度，则高度h h是地球半径的是地球半径的_倍倍 火星的半径约为地球半径的一半，火星质量约火星的半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的为地球质量的1/91/9，则火星表面的重

6、力加速度是，则火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的地球表面重力加速度的 倍倍.如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以加速度从地面启动后，以加速度g/2g/2竖直向上匀加速运竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的动前压力的17/1817/18已知地球半径为已知地球半径为R R，求火箭此，求火箭此时离地面的高度时离地面的高度(g(g为地面附近的重力加速度为地面附近的重力加速度)1.1.处理天体运动的基本方法处理天体运动的基本方法 _)(222GM22TvavmRm

7、RmmmaTRvRm向 R则，则，a向向、v、T、(可以结合开普勒定律记忆可以结合开普勒定律记忆)2.2.求天体的质量和密度（中心天体）求天体的质量和密度（中心天体）(1)通过绕中心天体的卫星求解通过绕中心天体的卫星求解:RmmTRvRm22GM)(22已知卫星的线速度已知卫星的线速度v v、周期、周期T T或者轨道半径或者轨道半径R R，即可求，即可求解中心天体的质量解中心天体的质量MM，由，由 334RM星即可求出密度。即可求出密度。(2)通过中心天体表面的重力加速度求解：通过中心天体表面的重力加速度求解：处）（地面上高（地面上）星星hmgmghRGMmRmG22)(M火星有两颗卫星，分别

8、是火卫一和火卫二，它火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆，已知火卫一的周期为们的轨道近似为圆，已知火卫一的周期为7 7小时小时3939分火卫二的周期为分火卫二的周期为3030小时小时1818分，则两颗卫星分，则两颗卫星相比相比A.A.火卫一距火星表面较近火卫一距火星表面较近B.B.火卫二的角速度较大火卫二的角速度较大C.C.火卫一的运动速度较大火卫一的运动速度较大D.D.火卫二的向心加速度较大火卫二的向心加速度较大 某恒星系中的两颗行星的质量之比为某恒星系中的两颗行星的质量之比为m m1 1:m:m2 2=3:1=3:1，轨道半径比为轨道半径比为r r1 1:r:r2 2=

9、1:2=1:2，则它们的线速度之比，则它们的线速度之比v v1 1:v:v2 2=_=_；角速度之比；角速度之比 1 1:2 2=_=_；周；周期之比期之比T T1 1:T:T2 2=_=_；所受万有引力之比；所受万有引力之比_._.利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量A.A.已知地球的半径已知地球的半径R R地和地面的重力加速度地和地面的重力加速度g gB.B.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r r和周期和周期T TC.C.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r r和线

10、速度和线速度v vD.D.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v v和周期和周期T T 绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为量为1kg1kg的物体挂在弹簧秤上，这时弹簧秤的的物体挂在弹簧秤上，这时弹簧秤的示数为示数为_._.一个星球以角速度一个星球以角速度 转动，如果阻止它离心转动，如果阻止它离心瓦解的力是万有引力，这个星球的密度应该瓦解的力是万有引力，这个星球的密度应该有一个最小值，写出这个最小值的表达式。有一个最小值，写出这个最小值的表达式。宇宙中两颗相距较近的天体称为宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因为万有引力的作用吸引到一运动，而不至于因为万有引力的作用吸引到一起，设两者的质量分别为起，设两者的质量分别为m m1 1和和m m2 2，两者相距为，两者相距为L L，求：，求：(1)(1)双星的轨道半径之比；双星的轨道半径之比；(2)(2)双星的线速度之比；双星的线速度之比；(3)(3)双星的角速度双星的角速度.