高一物理萬有引力定律4

1-751萬有引力定律的應用⑴將物體在行星表面所受到的萬有引力近似看作等于物體的重力。行星表面的加速度近似看作是由萬有引力產生的。

宇宙間一切物體都是相互吸引著的，通常兩個物體間的萬有引力非常微小，人們無法覺察到它，但在天體系統(tǒng)中，由于天體的質量均很大，萬有引力就起著決定性的作用。此作用集中體現(xiàn)在如下兩個方面：⑵天體運動視為圓周運動，萬有引力充當著向心力的作用。

應用時根據實際情況選用相應的公式進行分析。1-752萬有引力定律的應用【注意】

某一高度的重力加速度g與在此高度繞行的向心加速度a的值相同。

在中學階段，一般把天體的橢圓運動近似為勻速圓周運動。據此，無論是比例題（常以選擇題、填空題出現(xiàn)）還是計算題，均可用“萬有引力提供向心力”的動力學方程來解決。1-753萬有引力定律的應用一.天體質量或密度的估算二.預測未知天體——海王星的發(fā)現(xiàn)三.人造地球衛(wèi)星和宇宙速度應用萬有引力定律應特別掌握：“萬有引力提供向心力”的動力學方程。1-754萬有引力定律的應用【例題】若月球圍繞地球做勻速圓周運動，其周期為T，又知月球到地心的距離為r，試求出地球的質量和密度?！窘狻咳f有引力提供月球圓周運動向心力1-755萬有引力定律的應用——測出衛(wèi)星圍繞天體做勻速圓周運動的半徑r和周期T一.天體質量或密度的估算（式中r——衛(wèi)星軌道半徑，R——天體半徑）（當衛(wèi)星繞天體表面運動時，軌道半徑r與天體半徑R相等）1-756萬有引力定律的應用【例題】把地球繞太陽公轉看作是勻速圓周運動，軌道半徑約為1.5×1011km，已知引力常量G=6.67×10－11

N·m2/kg2，則可估算出太陽的質量約為

kg?！窘狻康厍蚶@太陽運轉周期:T=365×24×60×60=3.15×107s地球繞太陽做勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供?！咎崾尽拷忸}時經常需要引用一些常數(shù)，如地球自轉周期、月球公轉周期等。應注意挖掘使用。1-757萬有引力定律的應用【例題】據美聯(lián)社2002年10月7日報道，天文學家在太陽系的9大行星之外，又發(fā)現(xiàn)了一顆比地球小得多的新行星，而且還測得它繞太陽公轉的周期約為288年。若把它和地球繞太陽公轉的軌道都看作圓，問它與太陽的距離約是地球與太陽距離的多少倍？【答案】44倍1-758萬有引力定律的應用二.預測未知天體——海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)

萬有引力對研究天體運動有著重要的意義。海王星、冥王星就是根據萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的。在18世紀發(fā)現(xiàn)的第七個行星——天王星的運動軌道，總是同根據萬有引力定律計算出來的有一定偏離。當時有人預測，肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星。后來，亞當斯和勒維列在預言位置的附近找到了這顆新星(海王星)。后來，科學家利用這一原理還發(fā)現(xiàn)了太陽系的第9顆行星——冥王星，由此可見，萬有引力定律在天文學上的應用，有極為重要的意義。1-7592006年8月24日上午國際天文學聯(lián)合會大會投票決定不再將傳統(tǒng)九大行星之一的冥王星視為行星，而將其列入“矮行星”。大會通過的決議規(guī)定將行星定義范圍限制在太陽系之內。規(guī)定“行星”指的是圍繞太陽運轉、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、并且能夠清除其軌道附近其他物體的天體。這些天體包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星，它們都是在1900年以前被發(fā)現(xiàn)的。而同樣具有足夠質量、呈圓球形，但不能清除其軌道附近其他物體的天體稱為“矮行星”，冥王星所處的軌道在海王星之外，屬于太陽系外圍的柯伊伯帶，這個區(qū)域一直是太陽系小行星和彗星誕生的地方。冥王星由于其軌道與海王星的軌道相交，不符合新的行星定義，因此被自動降級為“矮行星”

.1-7510【問題】地面上的物體，怎樣才能成為人造地球衛(wèi)星呢？三.人造地球衛(wèi)星和宇宙速度萬有引力定律的應用1-7511對于靠近地面的衛(wèi)星，可以認為此時的r近似等于地球半徑R，把r用地球半徑R代入，可以求出：

這就是人造地球衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的最低發(fā)射速度，也是最大的運行速度，也叫做第一宇宙速度?！締栴}】近地面的衛(wèi)星的速度是多少呢？萬有引力定律的應用1-7512萬有引力定律的應用三.人造地球衛(wèi)星和宇宙速度1.衛(wèi)星繞行速度、角速度、周期與半徑的關系：（r越大，T越大）（r越大，v越?。╮越大，ω越?。?-7513萬有引力定律的應用③第三宇宙速度（逃逸速度）：v=16.7千米/秒；（衛(wèi)星掙脫太陽束縛的最小發(fā)射速度）2.宇宙速度①第一宇宙速度（環(huán)繞速度）：v=7.9千米/秒；（地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，地球衛(wèi)星最大的繞行速度）②第二宇宙速度（脫離速度）：v=11.2千米/秒；（衛(wèi)星掙脫地球束縛變成小行星的最小發(fā)射速度）1-7514【例題】人造衛(wèi)星的天線偶然折斷，天線將做：

A.自由落體運動

B.平拋運動

C.遠離地球飛向太空

D.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運轉【答案】

D萬有引力定律的應用1-7515【例題】人造衛(wèi)星以地心為圓心做勻速圓周運動，下列說法正確的是：

A.半徑越大，速率越大，周期越小

B.半徑越大，速率越小，周期越大

C.所有衛(wèi)星的角速度相同，與半徑無關

D.所有衛(wèi)星的速率均相同，與半徑無關【答案】B萬有引力定律的應用1-7516設地球質量為m′，半徑為R。人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運行，質量為m，軌道半徑為r。那么，在該軌道上做勻速圓周運動的衛(wèi)星的速度v如何推算？

從上式可以看出:,衛(wèi)星離地心越遠，它運行的速度越??！若v忽然增大，則r增大??！萬有引力定律的應用1-7517【例題】金星的半徑是地球的0.95倍，質量為地球的0.82倍，金星的第一宇宙速度是多大?【解】設地球半徑為R，金星的半徑為r=0.95R，地球質量為m，金星質量m’=0.82m，地球的第一宇宙速度為7.9km/s。金星的第一宇宙速度為v1，則：萬有引力定律的應用1-75181-7519萬有引力定律的應用1-7520⑴什么是地球同步衛(wèi)星？

——所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它的周期與地球自轉的周期相同。T＝24h。

⑵地球同步衛(wèi)星滿足的條件

①所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個確定軌道上。

②所有的同步衛(wèi)星的軌道高度為一個定值。萬有引力定律的應用代入數(shù)據得：h=3.6×107(m)3.同步衛(wèi)星1-7521萬有引力定律的應用【說明】1.為了同步衛(wèi)星之間不互相干擾，大約3°左右才能放置1顆，這樣地球的同步衛(wèi)星只能有120顆?？梢姡臻g位置也是一種資源。2.同步衛(wèi)星主要用于通訊。要實現(xiàn)全球通訊，只需三顆同步衛(wèi)星即可。1-7522中星6號

中星6號衛(wèi)星(ChinaSat-6)是公司擁有的通信廣播衛(wèi)星，采用東方紅3號平臺，有中國空間技術研究院自行研制生產，于1997年5月12日由長征3號甲運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功并定點于東經125度地球同步軌道。星上擁有24個C頻段轉發(fā)器。波束覆蓋中國全境，主服務區(qū)覆蓋中國大陸及臺灣和海南島，第二服務區(qū)覆蓋東沙、中沙、西沙等島嶼。中星6號衛(wèi)星現(xiàn)為郵電干線通信、專用衛(wèi)星通信、臨時電視節(jié)目、全國無線尋呼、會議電視、數(shù)據廣播等提供傳輸服務。萬有引力定律的應用1-7523第二節(jié)萬有引力定律的應用1-7524第二節(jié)萬有引力定律的應用；/東京娛樂gwh96iyc行到狹窄去處，尖底搭了河床，招遣幾十名苦力，并船上帆、櫓、楫一起用力，將將的脫了困，便揚帆去了。吃水記它不清，依稀是吃了些的，應是裝了貨罷！”明遠便向父親回報：“獨艙船為尖底，并船艙內都未鋪平板，任其保留漏斗般形狀，可防止裝銀者踏上去，發(fā)現(xiàn)機關。裝銀兵丁往船中拋銀，積足一層，上面人看不到底板尖時，重量正好叫機關打開，下頭的銀子從洞里滑出去。所以上頭裝銀的人發(fā)現(xiàn)船總是裝不滿。機關是雙層的，南邊新興的防漏水造船技術，上面一塊翻開后，即刻合上，連軸翻下面一層板，把東西推出去，一邊軸上帶的橡膠葉子排了水，下面一層板合上，上面一塊再打開，可以防止水漏進船里，這原是南邊為了發(fā)展水底神楫而花的心思，不知怎么叫賊子用在這里——那銀子落下之后，想必下頭連有大網。銀子沒有落完之時，大樓船拖著獨艙船、獨艙船底拖著大網，一并向前，水面很難發(fā)覺。銀子全部落完之后，彈簧機關合上，大網拖鉤，呆在水底，賊子們卻在碼頭，詐作自己的船只搭底，明目張膽絞索拉纖，把那銀子拖過來，裝載……”“你叔看過各船只裝載的貨了，連舊貨都看了?！贝罄蠣斕嵝阉??！笆??！泵鬟h回答道，“這是賊子們能偷運出去的關鍵：他們裝的不是船里，而是船下?！薄安皇抢锩?，而是下面?！睂氁粲枚Z一般的聲音，向明柯道。明柯逃了課，到花園里禍害可憐的小蟲子。雖然它們不是蟋蟀、不是蛐蛐，不能在斗場上給主人賺進大把銀子，但條件艱苦的時候，明柯對玩物不是特別挑剔，有得玩就好，總比四書五經好。他一向聰明，也不是不愿意用功的，但說也怪，一看白紙上黑墨寫的那些正兒八經字眼，他頭就大，然后字就在他眼前跳起舞來，他不得不給自己找點別的消遣。第五十四章水上失銀斗巧智（6）寶音悠悠想起，她在柳少姨娘櫥里看見的鐘馗像。當時她被抬著從過道里走，紗帳外一眼看見那像晃過去了。要換另一個人，準不在意，但寶音前生就死在這金像手里，一眼掃過，如遭雷殛，當時就要跳起來，好容易忍住了，遣樂韻打聽，那像已經不見了，而嘉顏在離去之前，在那兒呆過一會兒。柳少姨娘也曉得