引力勢(shì)能課件

1、上上 頁(yè)頁(yè)下下 頁(yè)頁(yè)結(jié)結(jié) 束束返返 回回第六章第六章 萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律6.3 引力勢(shì)能引力勢(shì)能6.3 1 引力勢(shì)能引力勢(shì)能 6.3.2 三種宇宙速度三種宇宙速度 上上 頁(yè)頁(yè)下下 頁(yè)頁(yè)結(jié)結(jié) 束束返返 回回第六章第六章 萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律1. 萬(wàn)有引力的功：萬(wàn)有引力的功：（變力沿曲線做功）1m 如圖所示,設(shè)太陽(yáng)的質(zhì)量為 ，固定不動(dòng)。行星質(zhì)量為 ，繞太陽(yáng)由 點(diǎn)轉(zhuǎn)到 點(diǎn)。2mab2r1r1m2mabrfdrdr行星受到的萬(wàn)有引力為122gm mfr引力的元功為122cosdaf drf drgm mdrr 6.3 1 引力勢(shì)能引力勢(shì)能 行星由 到 ，引力所做的總功為ab211212112

2、22rrgm magm mgm mrrdrr 引力做功也與路徑無(wú)關(guān)，只與始末位置有關(guān)。結(jié)果表明rmgmermm/21p12處的引力勢(shì)能為：為距則保勢(shì)能定義：aeepp00)(1p0re，令無(wú)窮遠(yuǎn)處為勢(shì)能零點(diǎn)122cosdaf drf drgm mdrr drrdrdcos)cos(上上 頁(yè)頁(yè)下下 頁(yè)頁(yè)結(jié)結(jié) 束束返返 回回第六章第六章 萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律第一宇宙速度第一宇宙速度物體可以環(huán)繞地球表面運(yùn)行所需物體可以環(huán)繞地球表面運(yùn)行所需的最小速度的最小速度(環(huán)繞速度環(huán)繞速度).km/s 91.71grv地mgrvmrmmg地地地212以下計(jì)算均不計(jì)空氣阻力等次要因素以下計(jì)算均不計(jì)空氣阻力等次要

3、因素. 6.3.2 三種宇宙速度三種宇宙速度 由牛頓第二定律:上上 頁(yè)頁(yè)下下 頁(yè)頁(yè)結(jié)結(jié) 束束返返 回回第六章第六章 萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律2 、第二宇宙速度、第二宇宙速度0 )(21pkee22eermmgmevvh設(shè)設(shè) 地球質(zhì)量地球質(zhì)量 , 拋體質(zhì)量拋體質(zhì)量 , 地球半徑地球半徑 . emerm 第二宇宙速度第二宇宙速度 ，是，是拋體脫離地球的引力范拋體脫離地球的引力范圍所需的最小地面發(fā)射速度圍所需的最小地面發(fā)射速度 .2ve 取拋體和地球?yàn)橐幌到y(tǒng)取拋體和地球?yàn)橐幌到y(tǒng), 系統(tǒng)機(jī)械能系統(tǒng)機(jī)械能 守恒守恒 .0;0, vfr當(dāng)當(dāng)若此時(shí)若此時(shí)則則上上 頁(yè)頁(yè)下下 頁(yè)頁(yè)結(jié)結(jié) 束束返返 回回第六章第六

4、章 萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律eee222grrgmv第二宇宙速度第二宇宙速度0e0)(21ee22rmmgmevvhkm/s2 .112v計(jì)算得計(jì)算得第二宇宙速度與第一宇宙速度的關(guān)系是第二宇宙速度與第一宇宙速度的關(guān)系是 122vv grv地1上上 頁(yè)頁(yè)下下 頁(yè)頁(yè)結(jié)結(jié) 束束返返 回回第六章第六章 萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律3. 第三宇宙速度第三宇宙速度是使物體脫離太陽(yáng)系所需的是使物體脫離太陽(yáng)系所需的最小最小 速度速度(逃逸速度逃逸速度).設(shè)質(zhì)點(diǎn)以第三宇宙速度拋出時(shí)，其動(dòng)能為設(shè)質(zhì)點(diǎn)以第三宇宙速度拋出時(shí)，其動(dòng)能為 23k21mve 21kkkeee 這個(gè)動(dòng)能包含兩部分，即這個(gè)動(dòng)能包含兩部分，即脫離地球

5、引力所需的動(dòng)脫離地球引力所需的動(dòng)能能ek1 和脫離太陽(yáng)系所需的動(dòng)能和脫離太陽(yáng)系所需的動(dòng)能 ek2 ：而而 22k211mve 上上 頁(yè)頁(yè)下下 頁(yè)頁(yè)結(jié)結(jié) 束束返返 回回第六章第六章 萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律地球公轉(zhuǎn)動(dòng)速率地球公轉(zhuǎn)動(dòng)速率 v = 29. 8 km/s，求脫離太陽(yáng)系所需的動(dòng)能求脫離太陽(yáng)系所需的動(dòng)能 ek2. 由類比質(zhì)點(diǎn)脫離太陽(yáng)引力所需速率應(yīng)該是由類比質(zhì)點(diǎn)脫離太陽(yáng)引力所需速率應(yīng)該是 km/s 2 .42km/s8 .29222 vv設(shè)準(zhǔn)備飛出太陽(yáng)系的質(zhì)點(diǎn)的發(fā)射方向與地球公設(shè)準(zhǔn)備飛出太陽(yáng)系的質(zhì)點(diǎn)的發(fā)射方向與地球公轉(zhuǎn)的方向相同，射出的質(zhì)點(diǎn)在離開地球時(shí)相對(duì)轉(zhuǎn)的方向相同，射出的質(zhì)點(diǎn)在離開地球時(shí)相對(duì)地球速率為地球速率為km/s 4 .12km/s)8 .292 .42( v與此相對(duì)的動(dòng)能為與此相對(duì)的動(dòng)能為 2k212vme 上上 頁(yè)頁(yè)下下 頁(yè)頁(yè)結(jié)結(jié) 束束返返 回回第六章第六章 萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律既能擺脫地球引力又能擺脫太陽(yáng)引力所需要的總能為既能擺脫地球引力又能擺脫太陽(yáng)引力所需要的總能為