(高中物理)万有引力定律及其应用课件.ppt
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- 高中物理 万有引力定律 及其 应用 课件
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1、万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用湛江市第二中学高三物理组湛江市第二中学高三物理组2009.1一一.万有引力定律万有引力定律(1)(1)内容:内容:宇宙间的一切物体都是互相吸引的,两个物体宇宙间的一切物体都是互相吸引的,两个物体间的引力大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它间的引力大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比们的距离的平方成反比 (2)(2)公式:公式:122m mFGr11226.67 10/GN mkg(3)(3)适用条件:适用条件:严格地说公式只适用于严格地说公式只适用于质点质点间的相互作用,当两个物间的相互作用,当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时
2、,公式也可近似使体间的距离远远大于物体本身的大小时,公式也可近似使用,但此时用,但此时r r应为两物体重心间的距离应为两物体重心间的距离对于均匀的球对于均匀的球体体,r,r是两球心间的距离是两球心间的距离 例题例题.对于万有引力定律的表达式对于万有引力定律的表达式F=GmF=Gm1 1m m2 2/r/r,下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.公式中公式中G G为引力常量,它是由实验测得的,而为引力常量,它是由实验测得的,而不是人为规定的不是人为规定的 B.B.当当r r趋近于趋近于0 0时,万有引力趋近于无穷大时,万有引力趋近于无穷大 C.mC.m1 1、m m2 2受到的引力总是
3、大小相等、方向相反,受到的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力是一对平衡力 D.D.公式中的公式中的F F应理解为应理解为m m1 1、m m2 2所受引力之和所受引力之和AP78变式变式2二、万有引力和重力二、万有引力和重力 重力是万有引力产生的,由于地球的自转,因而重力是万有引力产生的,由于地球的自转,因而地球表面的物体随地球自转时需要向心力地球表面的物体随地球自转时需要向心力重力实际重力实际上是万有引力的一个分力另一个分力就是物体随地上是万有引力的一个分力另一个分力就是物体随地球自转时需要的向心力,如图所示,球自转时需要的向心力,如图所示,由于纬度的变化,物体做圆周运动的由于纬度的变
4、化,物体做圆周运动的向心力向心力F F向向不断变化,因而在不断变化,因而在地球表面的物地球表面的物体体的重力随纬度的变化而变化,即重力加的重力随纬度的变化而变化,即重力加速度速度g g随纬度变化而变化,从赤道到两极随纬度变化而变化,从赤道到两极逐渐增大通常的计算中因重力和万有引逐渐增大通常的计算中因重力和万有引力相差不大,而认为两者相等,即力相差不大,而认为两者相等,即 mg=GMm/R2三三.天体表面重力加速度问题天体表面重力加速度问题设天体表面重力加速度为设天体表面重力加速度为g,g,天体半径为天体半径为R R,由,由mg=mg=2MmGR得得 2MgGR由此推得两个不同天体表面重力加速度
5、的关系为由此推得两个不同天体表面重力加速度的关系为 21212212gRMgRM即 gR2=GM(黄金代换式)P78变式变式3四四关于天体运动规律的计算关于天体运动规律的计算基本方法:把天体的运动看成是基本方法:把天体的运动看成是匀速圆匀速圆周运动周运动,其所需向心力由万有引力提供。,其所需向心力由万有引力提供。物理模型物理模型:运动天体(看成质点)围:运动天体(看成质点)围绕中心天体(不能看成质点)做匀速绕中心天体(不能看成质点)做匀速圆周运动。圆周运动。运动天体的线速度、角速度、周期、向心加速度的计算运动天体的线速度、角速度、周期、向心加速度的计算 22mMvGmrhrhGMvrh2mMG
6、rh=m=m2 2(r+hr+h)=3GMrh2224mMGmrhTrhT=T=324rhGMGMm/(R+h)2=maa=GM/(R+h)2天天体体的的运运动动规规律律P77变式变式1五五天体质量和密度的计算天体质量和密度的计算2mMGr224,mrT2324rMGT2233343MMrVGT RRP78变式变式3六、处理人造卫星问题的基本思路六、处理人造卫星问题的基本思路 基本方法:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,基本方法:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道圆轨道圆心都在地心心都在地心;万有引力充当向心力;万有引力充当向心力;注意:注意:人造卫星的轨道半径与它的高度和中心天体的半径人造卫星的
7、轨道半径与它的高度和中心天体的半径都不相同都不相同离地面不同高度,重力加速度不同,离地面不同高度,重力加速度不同,根据已知条件选择向心加速度的表达式便于计算;根据已知条件选择向心加速度的表达式便于计算;利用黄金代换式利用黄金代换式gR2=GM推导化简运算过程。推导化简运算过程。物理模型:地球是中心天体,卫星是运动天体物理模型:地球是中心天体,卫星是运动天体一、卫星的绕行线速度、角速度、周期与高度的关系一、卫星的绕行线速度、角速度、周期与高度的关系 (1 1)由)由 22mMvGmrhrh,得,得 GMvrh当当hh,v v(2 2)由)由 2mMGrh=m=m2 2(r+hr+h),得),得=
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