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高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律说课课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律说课课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了F合ma，两个重要概念，环绕速度，r越大T越大，r越大v越小，r越大ω越小，第一宇宙速度，近地卫星，其它卫星，宇宙速度等内容，欢迎下载使用。
1、求重力加速度g(忽略自转）
注意：在高空中，随着h增加，g变小，G变小
2、求天体质量m、平均密度ρ(忽略地球自转）
例题1.已知月球到地球的球心距离为r=4×108m，月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量和密度？ 例题2.已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常数为G，求地球质量和密度？?
练习1.假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若这颗卫星在距该天体表面高度为h的轨道做匀速圆周运动，周期为T，已知万有引力常量为G，求：
（1）该天体的质量是多少？（2）该天体的密度是多少？（3）该天体表面的重力加速度是多少？
练习2.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )
（1）发射速度（宇宙速度）：是指被发射物在地面附近 离开发射装置时的速度。例如 人造卫星进入太空时的初速度
（2）环绕速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。例如 人造卫星在轨道的飞行速度。
（1）圆形轨道的环绕速度、周期等
注意：同一中心体，r固定，a、v、w、f 等固定 r越大，T越大，a、v、w、f、n越小，但是F不确定
问题2 ：如何发射速度大于7.9km/s,卫星做什么运动呢？
问题1：最大的环绕速度等于多少？
v2=11.2km/s
v3=16.7km/s
③第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7km/s；（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）
①第一宇宙速度（环绕速度）：v1=7.9km/s；（地球卫星的最小发射速度，地球卫星最大的绕行速度）
②第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2km/s；（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）
练习3.金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍，金星的第一宇宙速度是多大?
h=3.6×104km
R越大，T越大，v、w、a、f、F万，越小
1、近地卫星： r=R地 F万=G=mg （即向心加速度a=g=9.8m/s2） v=7.9km/s (即第一宇宙速度）
同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较1.相同点(1)都以地心为圆心做匀速圆周运动。(2)同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度。2.不同点(1)向心力的不同
(2)向心加速度的不同
练习6.如图所示，A为地球赤道上的物体，B为地球的一颗卫星，C为地球同步卫星，下列有关它们的关系叙述正确的是（ ）
A. 线速度的大小关系为vA ＞ vB＞vC B. 角速度的大小关系为ωA=ωC＞ωBC. 线速度的大小关系为vA=vC
近地点：速度大远地点：速度小
9．我国发射“神舟”六号飞船时，先将飞船发达到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面340km，进入该轨道正常运行时，通过M、N点的速率分别为v1和v2，如图7所示。当飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时飞船的速率为v3。比较飞船在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段），则速率大小和加速度大小，下列结论正确的是 （ ）A．v1>v2>v3, a1>a3>a2B．v1>v2>v3, a1>a2=a3C．v1>v2=v3, a1>a2>a3D．v1>v3>v2, a1>a2=a3
根据题意在N点点火加速过程中，卫星速度将增大，所以有v3＞v2 ，
卫星沿椭圆轨道运行时，由于只有万有引力做负功,卫星机械能守恒，动能逐渐减小，因此有 v1＞v2
在椭圆轨道近地点的速率v1应大于距地面200km做圆周运动的速率v'1 ， v1 > v'1
拓展点三 天体中的追及、相遇问题1.对于天体中的追及、相遇问题的处理思路
2.在分析卫星与地球上的物体的相遇与追及问题时，要根据地球上物体与同步卫星角速度相同的特点进行判断。
[试题案例][例3] 设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r<5R，飞行方向与地球的自转方向相同，在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它 所需要的时间为(地球同步卫星轨道半径约为6.6R)( )
下一次通过该建筑物正上方
隐含：卫星已经比建筑物多走了一圈
[针对训练3] 两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，如图所示，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则：
(1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少？(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远？
解析 (1)设a卫星运行轨道的半径为Ra，b卫星运行轨道的半径为Rb，由题可知，Ra＝2R，Rb＝4R
若两卫星反向运转，二者共同转过半圈时，相距最远，有
1、求重力加速度g(忽略自转）
注意：在高空中，随着h增加，g变小，G变小
2、求天体质量m、平均密度ρ(忽略地球自转）
例题1.已知月球到地球的球心距离为r=4×108m，月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量和密度？ 例题2.已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常数为G，求地球质量和密度？?
练习1.假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若这颗卫星在距该天体表面高度为h的轨道做匀速圆周运动，周期为T，已知万有引力常量为G，求：
（1）该天体的质量是多少？（2）该天体的密度是多少？（3）该天体表面的重力加速度是多少？
练习2.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )
（1）发射速度（宇宙速度）：是指被发射物在地面附近 离开发射装置时的速度。例如 人造卫星进入太空时的初速度
（2）环绕速度：是指卫星进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的速度。例如 人造卫星在轨道的飞行速度。
（1）圆形轨道的环绕速度、周期等
注意：同一中心体，r固定，a、v、w、f 等固定 r越大，T越大，a、v、w、f、n越小，但是F不确定
问题2 ：如何发射速度大于7.9km/s,卫星做什么运动呢？
问题1：最大的环绕速度等于多少？
v2=11.2km/s
v3=16.7km/s
③第三宇宙速度（逃逸速度）：v3=16.7km/s；（卫星挣脱太阳束缚的最小发射速度）
①第一宇宙速度（环绕速度）：v1=7.9km/s；（地球卫星的最小发射速度，地球卫星最大的绕行速度）
②第二宇宙速度（脱离速度）：v2=11.2km/s；（卫星挣脱地球束缚变成小行星的最小发射速度）
练习3.金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍，金星的第一宇宙速度是多大?
h=3.6×104km
R越大，T越大，v、w、a、f、F万，越小
1、近地卫星： r=R地 F万=G=mg （即向心加速度a=g=9.8m/s2） v=7.9km/s (即第一宇宙速度）
同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较1.相同点(1)都以地心为圆心做匀速圆周运动。(2)同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度。2.不同点(1)向心力的不同
(2)向心加速度的不同
练习6.如图所示，A为地球赤道上的物体，B为地球的一颗卫星，C为地球同步卫星，下列有关它们的关系叙述正确的是（ ）
A. 线速度的大小关系为vA ＞ vB＞vC B. 角速度的大小关系为ωA=ωC＞ωBC. 线速度的大小关系为vA=vC
近地点：速度大远地点：速度小
9．我国发射“神舟”六号飞船时，先将飞船发达到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面340km，进入该轨道正常运行时，通过M、N点的速率分别为v1和v2，如图7所示。当飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时飞船的速率为v3。比较飞船在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段），则速率大小和加速度大小，下列结论正确的是 （ ）A．v1>v2>v3, a1>a3>a2B．v1>v2>v3, a1>a2=a3C．v1>v2=v3, a1>a2>a3D．v1>v3>v2, a1>a2=a3
根据题意在N点点火加速过程中，卫星速度将增大，所以有v3＞v2 ，
卫星沿椭圆轨道运行时，由于只有万有引力做负功,卫星机械能守恒，动能逐渐减小，因此有 v1＞v2
在椭圆轨道近地点的速率v1应大于距地面200km做圆周运动的速率v'1 ， v1 > v'1
拓展点三 天体中的追及、相遇问题1.对于天体中的追及、相遇问题的处理思路
2.在分析卫星与地球上的物体的相遇与追及问题时，要根据地球上物体与同步卫星角速度相同的特点进行判断。
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下一次通过该建筑物正上方
隐含：卫星已经比建筑物多走了一圈
[针对训练3] 两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，如图所示，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则：
(1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少？(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远？
解析 (1)设a卫星运行轨道的半径为Ra，b卫星运行轨道的半径为Rb，由题可知，Ra＝2R，Rb＝4R
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