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1、万有引力与航天万有引力与航天复习复习1学习园地经典力学的局典力学的局限性限性万有万有引力引力与航与航天天人人类对行星行星规律的律的认识“地心地心说“和和”日心日心说”开普勒行星运开普勒行星运动定律定律轨道定律道定律面面积定律定律周期定律周期定律万有引力定万有引力定律律推理、推理、发现过程程内容、公式、意内容、公式、意义引力常数引力常数G的的测定及意定及意义万有引力的万有引力的成就成就称量地球称量地球质量量计算中心天体算中心天体质量量发现未知天体未知天体宇宙航行宇宙航行宇宙速度宇宙速度人造人造卫星星地球同步地球同步卫星星宇宙航行的成就宇宙航行的成就宏宏观物体、低速运物体、低速运动、若引力、若引力
2、场知知识结构构:2学习园地孩子一写作文就抓耳孩子一写作文就抓耳挠腮，怎么腮，怎么办?一般的建一般的建议是，大量是，大量阅读，可很多孩子，可很多孩子也不是那么喜也不是那么喜欢阅读或者没有或者没有时间进行大量的行大量的阅读。以下。以下为美文美文阅读网小网小编为您您整理的小学一年整理的小学一年级叙事作文范文，希望叙事作文范文，希望对您有用。游泳的您有用。游泳的乐趣趣 暑假里的暑假里的一天，我和我的小伙伴一天，我和我的小伙伴们一起去游泳池游泳，一起去游泳池游泳，让我先在那里我先在那里练练游泳，以后好在游泳，以后好在别人面前耍酷。我想：人面前耍酷。我想：电视里的叔叔里的叔叔们落水是那么好看，我也来一次。
3、我戴上眼落水是那么好看，我也来一次。我戴上眼镜，拿着救生圈，来到了深水区，一，拿着救生圈，来到了深水区，一跃而而飞。没想到身子。没想到身子转不不动，救生圈没拿，救生圈没拿稳，一下子沉入水中。慌乱中我去抓救生圈，没想到它太滑，抓不住一下子沉入水中。慌乱中我去抓救生圈，没想到它太滑，抓不住!幸幸亏我一直憋着我一直憋着气，在水里急速奔跑，气，在水里急速奔跑，还没停没停稳就跳了起来。好就跳了起来。好险啊啊!第二次，我一跑，一第二次，我一跑，一跃，没想到没想到还不成功，没跳不成功，没跳进去。我又施展去。我又施展“疾疾风跑跑”从从别人身旁擦身而人身旁擦身而过，飞向水中。向水中。还没沉下去我就两手旋没沉下去
4、我就两手旋转，两脚上下拍，两脚上下拍动，算是游到深水区了。吸了一大口气，算是游到深水区了。吸了一大口气，在水中吐泡泡，抓住梯子上去呼吸。我忽然想来个在水中吐泡泡，抓住梯子上去呼吸。我忽然想来个恶作作剧，想把我哥哥往下一拉，想把我哥哥往下一拉，再往上一抬，倒把哥哥吓了一跳。他戴上游泳眼再往上一抬，倒把哥哥吓了一跳。他戴上游泳眼镜，把，把头伸下来，在下面追我。伸下来，在下面追我。我没气了，一我没气了，一跃，一吸，我哥哥也一吸。我忽然，一吸，我哥哥也一吸。我忽然觉得下不去了，哥哥一拉，我下得下不去了，哥哥一拉，我下去了。我施展去了。我施展“青蛙跳青蛙跳”到了水表面，再施展到了水表面，再施展“松鼠松鼠
5、飞”两脚一上一下地交两脚一上一下地交换，一、行星的运动一、行星的运动1.3学习园地所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。椭圆的一个焦点上。椭圆的一个焦点上。椭圆的一个焦点上。开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律）2.2.开普勒三大定律开普勒三大定律4学习园地FF此定律的推论此定律的推论开普勒第二定律（面积定律）（面积定律） 对于每一个行星，太阳和行星的连线在相等的时对于每一个行星，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
6、间内扫过的面积相等。离太阳近离太阳近时速速度快，离太阳度快，离太阳远时速度慢。速度慢。5学习园地开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律） 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。转周期的二次方的比值都相等。太阳太阳行星行星FaOa：半：半长轴T：公：公转周期周期K由中心天体决定由中心天体决定，而与而与环绕天体无关。天体无关。6学习园地例、关于开普勒第三定律的公式例、关于开普勒第三定律的公式 = k，下列，下列说法法中正确的是中正确的是（ ）A公式只适用于公式只适用于绕太阳做太阳做椭圆轨道运行的行星道运行的行星B公式适用
7、于所有公式适用于所有围绕星球运行的行星（或星球运行的行星（或卫星）星）C式中的式中的k值，对所有行星（或所有行星（或卫星）都相等星）都相等D式中的式中的k值，对围绕同一星球运行的行星（或同一星球运行的行星（或卫星）都相同星）都相同B D7学习园地二、万有引力定律二、万有引力定律1内容：内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，自然界中任何两个物体都相互吸引， 引引 力的大小与物体的质量力的大小与物体的质量m1m2的乘的乘 积成正积成正 比，与它们之间距离比，与它们之间距离r的二次方成反比的二次方成反比2 2公式：公式：lG是引力常量，适用于任何两个物体；它在数是引力常量，适用于任何两个物体；它在数
8、值上等于上等于两个两个质量都是量都是1kg的物体相距的物体相距1m时的相互作用力的相互作用力G=6.6710-11Nm2/kg23.万有引力定律适用于万有引力定律适用于一切物体一切物体，但用，但用公式公式计算算时，注意，注意有一定的适用条件有一定的适用条件。8学习园地适用条件：适用条件：万万有有引引力力定定律律只只适适用用于于质质点点间间引引力力大大小小的的计计算算当当两两物物体体间间的的距距离离远远远远大大于于每每个个物物体体的的尺尺寸寸时时，物物体体可可以看成质点，直接使用公式计算以看成质点，直接使用公式计算当当两两物物体体是是质质量量均均匀匀分分布布的的球球体体时时，它它们们间间的的引引
9、力力也可直接用公式计算，但式中的也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间距离是指两球心间距离m1m2rhR1R2 (3)(3)当研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割当研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力，然后求合力有质点的万有引力，然后求合力（此方法仅提供一种思路）。（此方法仅提供一种思路）。 9学习园地(1)普遍性普遍性:万有引力普遍存在于宇宙中的任何有质量万有引力普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体间的物体间.是自然界的基本相互作用之一是自然界的基本相互作用之一.
10、万有引力的特征万有引力的特征:(2)(2)相互性相互性: :两个物体相互作用的引力是一对作用两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力力和反作用力, ,符合牛顿第三定律符合牛顿第三定律. .(3)(3)宏观性宏观性: :通常情况下，万有引力非常小通常情况下，万有引力非常小, ,只有只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的实际意义才有宏观的实际意义. .10学习园地引力常量的引力常量的测定定卡文迪卡文迪许扭秤扭秤实验G=6.6710-11Nm2/kg2是自然界少数几个最重要是自然界少数几个最重要的物理常数之一的物理常数之一其其意义意义是是用
11、实验证明用实验证明了万有引力的存在，了万有引力的存在，使得万有引力定律有使得万有引力定律有了真正的使用价值。了真正的使用价值。 推动了天文学的推动了天文学的 发展发展.11学习园地1.重力是万有引力的一个分力重力是万有引力的一个分力，物体随地球自转的向心力是物体随地球自转的向心力是万有引力的另一个分力万有引力的另一个分力。 2重力与万有引力无重力与万有引力无论大小大小还是方向是方向都相差不多都相差不多,不考不考虑地球自地球自转,万有引力等于重力万有引力等于重力.万有引力与重力万有引力与重力FGF向向F万万GF万万GF向向r忽略地球自忽略地球自转可得可得： GMm/RGMm/R2 2=mg=mg
12、g g= =GMGMR R2 212学习园地 A A公式中公式中G G为引力常量，它是由引力常量，它是由实验测得的，得的， 而不是人而不是人为规定的定的 B B当当 r r 趋近于零近于零时，万有引力，万有引力趋近于无近于无穷大大 C Cm m1 1与与m m2 2受到的引力受到的引力总是大小相等的，与是大小相等的，与m m1 1、m m2 2 是否相等无关是否相等无关 D Dm m1 1与与m m2 2受到的引力受到的引力总是大小相等、方向相反是大小相等、方向相反 的，是一的，是一对平衡力平衡力 1.对于万有引力定律的表达式于万有引力定律的表达式下面下面说法中正确的是（法中正确的是（ ）F=
13、GAC13学习园地 2.关于万有引力，下列说法中正确得是（关于万有引力，下列说法中正确得是（ ）A. 万有引力只有在天体之间才体现出来万有引力只有在天体之间才体现出来B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万 有引力几乎可以忽略有引力几乎可以忽略C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地 球的万有力球的万有力D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而地球表面的大气层是因为万有引力的约束而 存在于地球表面附近存在于地球表面附近D14学习园地两两条条基基本本思思路路1、重力、重力等于等于万有引力万有引力2、万有引力、万有
14、引力提供提供向心力向心力15学习园地将物体在行星表面所受到的将物体在行星表面所受到的万有引力万有引力近似看近似看作作等于等于物体的物体的重力重力。万万有有引引力力定定律律的的应应用用 求重力加速度：求重力加速度：求星球质量：求星球质量：16学习园地 天体运动视为圆周运动，天体运动视为圆周运动，万有引力万有引力充充当当向心力向心力1.求求天天体体的的质质量量和和密密度：度：万万有有引引力力定定律律的的应应用用R为中心天为中心天体的半径。体的半径。 当环绕天体当环绕天体在中心天体在中心天体的表面运行的表面运行 时，时，rR，则则 17学习园地l求中心天体求中心天体质量的解量的解题思路思路: 万有引
15、力提供向心力万有引力提供向心力重力近似等于万有引力重力近似等于万有引力l用用测定定环绕天体（如天体（如卫星）的星）的轨道和周期方道和周期方 法法测量天体的量天体的质量，不能量，不能测定定环绕天体的天体的质 量，只能求中心天体的量，只能求中心天体的质量量m r22( )Tp= r 与与 T是一一是一一对应的关系的关系小小结:天体质量的计算天体质量的计算 18学习园地2、行星表面重力加速度、行星表面重力加速度、轨道重力加速度道重力加速度问题：（重力近似等于万有引力）轨道重力加速度：表面重力加速度：19学习园地例：已知某双星系统中两颗已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固恒星围绕它们连线上的
16、某一固定点分别做匀速圆周运动，定点分别做匀速圆周运动，周期均为周期均为T设两星质量分别为M1和M2，星球1和星球2到O的距离分别为r1和r2。对M1：得对M2： 得两式相加得 20学习园地 3. 已已知知某某行行星星绕太太阳阳运运动的的轨道道半半径径为r,公公转的的周期周期为T,万有引力常量万有引力常量为G,则由此可求出由此可求出 ( )A、某行星的、某行星的质量量 B、某行星的、某行星的线速度速度C、太阳的、太阳的质量量 D、太阳的密度、太阳的密度 4. 4.已知引力常数已知引力常数G G和下列各组数据，能计算出地和下列各组数据，能计算出地 球质量的是球质量的是( )( ) A. A.地球绕
17、太阳运行的周期及地球离太阳的距离地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B.B.月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离 C.C.人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期 D.D.人造地球卫星在地面附近绕行的运行周期人造地球卫星在地面附近绕行的运行周期BC BC21学习园地问题1：卫星的星的轨道道圆心在哪儿心在哪儿？三、人造地球三、人造地球卫星星所有所有卫星的星的轨道道圆心都在地心上心都在地心上按按轨道分道分类: :极地极地卫星星; ;赤道赤道卫星星; ;其他其他卫星星22学习园地 天体运动视为圆周运动，天体运动视
18、为圆周运动，万有引力万有引力提供提供向心力向心力万万有有引引力力定定律律的的应应用用2卫星卫星绕行速度、角速度、周期与半径的关系：绕行速度、角速度、周期与半径的关系：绕行速度、角速度、周期与半径的关系：绕行速度、角速度、周期与半径的关系：（r越大，越大，v越小，越小，越小越小T越大越大）manhRMmG=+2)(anhRMG=+2)(l向心加速度向心加速度an、线、线速度速度v v、角速度、角速度 、周、周期期T只由轨道半径只由轨道半径 r 决定，只是向心力不决定，只是向心力不能确定能确定l若若卫星在星在近地近地轨道上道上运行，运行，则有有h=0（rR），），23学习园地半径与线速度、角速度、
19、周期半径与线速度、角速度、周期 、向心加速度的关系、向心加速度的关系R R增大增大V V减小减小R R增大增大 减小减小R R增大增大T T增大增大R R增大增大a a减小减小24学习园地第三宇宙速度（第三宇宙速度（逃逸速度逃逸速度逃逸速度逃逸速度）：）：v v=16.7=16.7千米千米千米千米/ /秒秒秒秒；（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）第一宇宙速度（第一宇宙速度（环绕速度环绕速度环绕速度环绕速度）：）：v v=7.9=7.9千米千米千米千米/ /秒秒秒秒；（人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的人造卫星在地面附近环绕地球作匀速圆周运动的速度速度,
20、地球卫星的地球卫星的最小发射速度最小发射速度，地球卫星，地球卫星最大运最大运行速度行速度）第二宇宙速度（第二宇宙速度（脱离速度脱离速度脱离速度脱离速度）：）：v v=11.2=11.2千米千米千米千米/ /秒秒秒秒；（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）3 3、万有万有万有万有引力引力引力引力定律定律定律定律应用应用应用应用之之宇宇宙宙速速度度25学习园地第二宇宙速度第二宇宙速度( (脱离）脱离）第一宇宙速度第一宇宙速度( (环绕) )第三宇宙速度（逃逸）第三宇宙速度（逃逸）物体落回地面物体落回地面物体在地面附近物体在地面附近绕地地球做匀速球做
21、匀速圆周运周运动物体物体绕地球运地球运转，运，运动轨迹是迹是椭圆。物体物体绕太阳运太阳运动物体物体飞出太阳系出太阳系宇宙速度宇宙速度26学习园地4、所有同步卫星都具有、所有同步卫星都具有如下特点：如下特点：l只能分布在一个确定的只能分布在一个确定的赤赤道道轨道道上。上。 l周期与地球自周期与地球自转的周期相的周期相同同:T24h。l角速度角速度与地球的自与地球的自转角角速度相同。速度相同。l离地面高度离地面高度:h=36000km。l线速度速度: v =3.1km/s。27学习园地 1、如、如图所示，所示，a、b、c是在地球大气是在地球大气层外外圆形形轨道上运行的三道上运行的三颗人造人造卫星，
22、星，a和和b的的质量相同而量相同而小于小于c的的质量，下列量，下列说法中正确的是（法中正确的是（ ）Ab、c的的线速度大小相等，且小于速度大小相等，且小于a的的线速度速度 Bb、c的周期相等，且大于的周期相等，且大于a的周期的周期Cb、c的向心加速度大小相等，且大于的向心加速度大小相等，且大于a的向的向 心加速度心加速度Db所需的向心力最小所需的向心力最小ABD28学习园地 2.通信通信卫星又叫同步星又叫同步卫星，下面关于同步星，下面关于同步卫星星的的说法中正确法中正确 的是的是 ( )A.所有的地球同步所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内星都位于地球的赤道平面内B.所有的地球同步所有的地
23、球同步卫星的星的质量都相等量都相等C.所有的地球同步所有的地球同步卫星星绕地球作匀速地球作匀速圆周运周运 动的的 角速度都相等角速度都相等D.所有的地球同步所有的地球同步卫星离地球的高度都相等星离地球的高度都相等 ACD 29学习园地 3、据据报道，我国首道，我国首颗数据中数据中继卫星星“天天链一一号号01星星”，于，于2008.4.25在西昌在西昌卫星星发射中心成功射中心成功发射，射，经过四次四次变轨控制后，于控制后，于5.1成功定点在成功定点在东京京770赤道赤道上空的同步上空的同步轨道，关于成功定点道，关于成功定点“天天链一号一号01星星”说法法正确的是（正确的是（ ） A.运行速度大于
24、运行速度大于7.9km/sB.离地面高度一定，相离地面高度一定，相对地面静止地面静止C.绕地球运行的角速度比月球运地球运行的角速度比月球运 行的角速度大行的角速度大D.向心加速度比静止在赤道上的向心加速度比静止在赤道上的 物体的向心加速度小物体的向心加速度小 BC30学习园地ABDABD 例例6 6、发射地球同步射地球同步卫星星时，先将，先将卫星星发射到近地射到近地圆轨道道1 1，然后点火，使其沿，然后点火，使其沿椭圆轨道道2 2运行，最后再次运行，最后再次点火，将点火，将卫星送入同步星送入同步圆轨道道3 3。轨道道1 1、2 2相切于相切于Q Q点，点，轨道道2 2、3 3相切于相切于P P
25、点，如点，如图所示，所示，则当当卫星分星分别在在1 1、2 2、3 3轨道上正常运行道上正常运行时，下列，下列说法中正确的是：法中正确的是： A A、卫星在星在轨道道3 3上的速率小于在上的速率小于在轨道道1 1上的速率上的速率 B B、卫星在星在轨道道3 3上的角速度小于在上的角速度小于在轨道道1 1上的角速度上的角速度 C C、卫星在星在轨道道1 1上上经过Q Q点点时的加速度大于它在的加速度大于它在轨道道 2 2上上经过Q Q点点时的加速度的加速度 D D、卫星在星在轨道道2 2上上经过P P点点 时的加速度等于它在的加速度等于它在轨道道 3 3上上经过P P点点时的加速度的加速度 31
26、学习园地 8、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点运行，最后再次点火。将卫星送入同步圆轨道火。将卫星送入同步圆轨道3。轨道。轨道1、2相切于相切于Q点，点，轨道轨道2、3相切于相切于P点（如图），则当卫星分别在点（如图），则当卫星分别在1，2，3 轨道上正常运行时，以下说法正确的是（轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ） A卫星在轨道卫星在轨道3上的速率大于在轨道上的速率大于在轨道1的速率的速率 B卫星在轨道卫星在轨道3上的角速度小于在轨道上的角速度小于在轨道1上的角
27、速度上的角速度 C卫星在轨道卫星在轨道1上经过上经过Q点时的加速度大于它在轨道点时的加速度大于它在轨道 2上经过上经过Q点时的加速度点时的加速度 D卫星在轨道卫星在轨道2上经过上经过P点的加点的加 速度等于它在轨道速度等于它在轨道3上经过上经过P 点的加速度点的加速度BD32学习园地资料料2比比较较赤道上的某一点上随地球自赤道上的某一点上随地球自转转的物体、近地的物体、近地卫卫星、同步星、同步卫卫星的星的T、v、a向向33学习园地注意事项d：区别赤道上随地球自转的物体、近地卫星与同步卫星： 半径R周期T向心力F关系式备注赤道上物体即为地球半径与地球自转周期相同，即24h24h此处的万有引力与重
28、力之差在赤道上与地球保持相对静止近地卫星即为地球半径可求得T=85min此处的万有引力离地高度近似为0，与地面有相对运动同步卫星可求得距地面高度h36000km，约为地球半径的5.6倍与地球自周期相同，即24h此处的万有引力轨道面与赤道面重合，在赤道上空，与地面保持相对静止34学习园地在某星球表面上以在某星球表面上以v0竖直上抛一物体，直上抛一物体，经时间t回到抛出点，回到抛出点，问在此星球上至少以多大在此星球上至少以多大的速度水平抛出的速度水平抛出该物，才能是物，才能是该物不再回到物不再回到星球上？（星球上？（设星球的半径星球的半径为R）例题分析例题分析竖直上抛直上抛近地运行近地运行抛体运动与万抛体运动与万有引力综合有引力综合 35学习园地例题分析例题分析 人造卫星的超失重人造卫星的超失重问题问题 在火箭的在火箭的实验平台上放有平台上放有测试仪器，火箭起器，火箭起动后以后以g/2的加速度的加速度竖直匀加速上升，到某一高度直匀加速上升，到某一高度时仪器器对平台的平台的压力力为起起动前前对平台平台压力的力的17/18，求：此求：此时火箭离地面的高度？火箭离地面的高度？（已知地球半径（已知地球半径为R,地面重力加速度地面重力加速度为g)地面地面时：空中空中时：36学习园地
