教科必修2《第三章万有引力定律本章小结》179PPT课件一等奖
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教科版物理必修二 第三章第3节万有引力定律的应用(共15张PPT)
M月
4 2
GT22
r23
Байду номын сангаас
D．求出地球的密度
可求中心天体质量
GM 地 m月 r12
m 月
4 2
T12
r1
月
M地
4 2
GT12
r13
= M地
V地
V地
4
3
R地3
【例 4】美国发射的“凤凰号”火星探测器已经在火星上着陆，正在进行着激
动人心的科学探究(如发现了冰)，为我们将来登上火星、开发和利用火星奠定
二、计算天体的质量
GM gR2
问题1、如何“称量”地球的质量？ 黄金代换公式
若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的 重力mg等于地球对物体的引力，即：
G
Mm R2
mg
M gR2 G
【例1】设地面附近的重力加速度g＝9.8 m/s2，地球半径R＝6.4×106 m，
引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，试估算地球的质量.
二、计算天体的质量
思考：如何求中心天体的密度呢？
1、天体表面： M gR2 G
M
V
V 4 R3
3g
3
4 GR
M 4 R3
3
2、围绕中心天体：M
4 2r 3
GT 2
3 r 3
GT 2 R3
若围绕中心天体表面运行： r R
3
GT 2
【例3】“嫦娥三号”探月卫星于2013年12月2
将行星（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动
分类：
教科必修2《第三章万有引力定律本章小结》176PPT课件一等奖
各种各样的卫星……
上午6时7分
上午6时7分
人造卫星的轨道
立体
赤道平面
B A
平面
所有卫星都在以地心为圆心的轨道上(原因？）
上午6时7分
上午6时7分
B
A
金星的半径是地球的0.95倍，质量为地 球的0.82倍,金星表面的自由落体加速度是 多大?金星的第一宇宙速度是多大?
练习：求近地卫星的周期
上午6时7分
三、卫星变轨
V=7.9km/s 11.2km/s>V>7.9km/s
三、卫星变轨
上午6时7分
3、展望未来
美国“凤凰”号火星探测器 2007年8月4日发射， 2008年5月25日在火星着陆。
“卡西尼”号土星探测器 1997年10月15日发射升空， 2004年1日飞抵土星。
上午6时7分
Байду номын сангаас
T 2
r3
GM 地
23.14
(6.37 106 )3
s
6.67 1011 5.981024
5.06103 s 84.3min
上午6时7分
我们能否发射一颗周期 为80min的卫星？
同步卫星的应用：主要用于通信
所 以 也 叫 通 信 卫 星
为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能 放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。 可见，空间位置也是一种资源。
“先驱者”10号太空探测器 1972年3月2日发射升空， 1986年6月飞出太阳系
上午6时7分
光子火箭
超光速飞船“千年隼”号
《星球大战》
上午6时7分
上午6时7分
人造卫星的轨道
立体
赤道平面
B A
平面
所有卫星都在以地心为圆心的轨道上(原因？）
上午6时7分
上午6时7分
B
A
金星的半径是地球的0.95倍，质量为地 球的0.82倍,金星表面的自由落体加速度是 多大?金星的第一宇宙速度是多大?
练习：求近地卫星的周期
上午6时7分
三、卫星变轨
V=7.9km/s 11.2km/s>V>7.9km/s
三、卫星变轨
上午6时7分
3、展望未来
美国“凤凰”号火星探测器 2007年8月4日发射， 2008年5月25日在火星着陆。
“卡西尼”号土星探测器 1997年10月15日发射升空， 2004年1日飞抵土星。
上午6时7分
Байду номын сангаас
T 2
r3
GM 地
23.14
(6.37 106 )3
s
6.67 1011 5.981024
5.06103 s 84.3min
上午6时7分
我们能否发射一颗周期 为80min的卫星？
同步卫星的应用：主要用于通信
所 以 也 叫 通 信 卫 星
为了卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能 放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。 可见，空间位置也是一种资源。
“先驱者”10号太空探测器 1972年3月2日发射升空， 1986年6月飞出太阳系
上午6时7分
光子火箭
超光速飞船“千年隼”号
《星球大战》
教科版高中物理必修二3.2《万有引力定律》ppt课件
2.万有引力定律
-1-
2.万有引力定律
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
夏季,“银河”高悬,群星灿烂,明亮的牛郎、织女星隔河相望,引出一段美 丽的传说.杜牧有诗曰:“天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星.”你可知道,那浩 瀚宇宙中,是谁制定了宇宙法则?是什么力量在主宰着天体的运动规律? 1.能根据开普勒行星运动定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力 表达式. 2.掌握万有引力定律的内容和表达式及适用条件. 3.了解引力常量 G,并知道测定方法. 4.能运用万有引力定律解决简单问题.
)
-8-
2.万有引力定律
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
4 5
UITANG LIANXI
1
2
3
2 关于万有引力,下列表述正确的是( ) A.人造地球卫星运行时不受地球引力作用 B.两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成反比 C.两物体间的万有引力跟它们的距离成反比 D.物体的重力来源于地球对物体的万有引力 答案:D
������ ������
-7-
2.万有引力定律
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
4 5
UITANG LIANXI
1
2
3
1 发现万有引力定律和测出引力常量 G 值的科学家分别是( A.开普勒 卡文迪许 B.牛顿 卡文迪许 C.牛顿 伽利略 D.开普勒 伽利略 答案:
-1-
2.万有引力定律
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
UITANG LIANXI
夏季,“银河”高悬,群星灿烂,明亮的牛郎、织女星隔河相望,引出一段美 丽的传说.杜牧有诗曰:“天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星.”你可知道,那浩 瀚宇宙中,是谁制定了宇宙法则?是什么力量在主宰着天体的运动规律? 1.能根据开普勒行星运动定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力 表达式. 2.掌握万有引力定律的内容和表达式及适用条件. 3.了解引力常量 G,并知道测定方法. 4.能运用万有引力定律解决简单问题.
)
-8-
2.万有引力定律
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
4 5
UITANG LIANXI
1
2
3
2 关于万有引力,下列表述正确的是( ) A.人造地球卫星运行时不受地球引力作用 B.两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成反比 C.两物体间的万有引力跟它们的距离成反比 D.物体的重力来源于地球对物体的万有引力 答案:D
������ ������
-7-
2.万有引力定律
首 页
J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
S 随堂练习
4 5
UITANG LIANXI
1
2
3
1 发现万有引力定律和测出引力常量 G 值的科学家分别是( A.开普勒 卡文迪许 B.牛顿 卡文迪许 C.牛顿 伽利略 D.开普勒 伽利略 答案:
教科必修2《第三章万有引力定律本章小结》157PPT课件一等奖
卫星问题百字歌
四川省苍溪实验中学校 刘廷平
要吃点酒，才能上天，绕地心转圈， 在轨运动，完全失重，往返不尽然； 远高近低，远慢近快，远小近大伴， 一定均定，一变均变，与质量无关； 数值比值，牛顿开氏，定律把它算， 同步四定，轨道快慢、加速度和点； 过快会升，过慢会坠，果与因相反， 欲远加速欲追慢，欲回轨道切地面。
五、痛点再回首
具体内容
归类到知识点
• 万有引力与重力的关系 • 万有引力公式的条件
引力表达式相关
• 双星问题中的特点与易错点 • 轨道半径与轨道高度
向心力表达式相关
• 两个天体系统的比较
同类问题组合
• 其它天体表面上的运动
与其它运动类型组合
• 椭圆轨道运动周期的计算
开普勒第三定律
• 圆轨道上的追及问题 • 与几何测量知识相联系 • 信息题如引力平衡点、星体不解体等
注 释（四）
• 若卫星线速度增大，所需向心力会增大，而引力却不变，因此会做离 心运动，使离地高度增加，向高处运动会造成其速度减小，最后的速 度反而比以前小，反之亦然。所以要想追上在前方运行的同轨道的卫 星，必须先减速进入低轨道，才会比原来快；要想远离就要加速；要 想返回就要减速，并且改变后的轨道必须与着陆点的地面相切。
（F向）
• 2.质量m的物体放在质量M的星体表面，忽略自转时有： Mm
G R2 mg
三、思维范例
• 1.分析天体环绕的快慢
由G
Mm r2
m
v2 r
得
:
v
GM r
由G
Mm r2
m 2r得
:
GM r3
由G
Mm r2
m
2 T
2 r得 :
高中物理第三章万有引力定律章末总结课件教科版必修2
(2) 质量分布均匀 的球体间的相互作用
(3)质点与
的球体间的相互作用
万
有
引 万有引 力 力理论 与 的成就 航
天
GMm
gR2
计算地球的质量(mg＝F万)：mg＝___R_2_⇒M＝____G(忽略地
球自转影响)
计
GMm
质量(F万＝F向)：___r_2 _＝m
4Tπ2 2⇒
M＝4GπT2r23
4π2R3
r＝R，M＝__G_T_2_
算
天 体
M
密度：ρ＝__43_π_R_3⇒
3πr3 ρ＝_G__T_2R__3 ——高空测量
3π
ρ＝_G_T_2_——表面测量
的
r3
万 有 引
万有引 力理论 的成就
人造地球卫星：GMr2m＝
m
4π2 T2
r⇒T＝_2_π____G_M_
mv2⇒v＝____G_rM__
r
第三章 万有引力定律
章末总结
知识网络
开普勒 第一定律( 轨道 定律)
万 行星运 第二定律( 面积 定律)
有 动定律 第三定律( 周期 定律)
引
内容
力
Gmr1m2公2 式：F＝______，G为引卡力文常迪量许，由
与 万有引 在实验室 航
力定律 天
质点中测定 两适个用质条量件分：布(1均) 匀 间的相互作用
GM
mω2r⇒ω＝____r_3_
力
与
ma⇒a＝_G_rM_2 _
航 第一宇宙速度： 7.9 km/s
天 三个宇 第二宇宙速度： 11.2km/s 宙速度 第三宇宙
物理教科版必修2 第三章 万有引力定律 本章优化总结 课件
第三章
万有引力定律
万有引力定律
第一定律轨道定律 开普勒行星运动定律第二定律面积定律 第三定律周期定律
mm 万有引公式： F＝ G r 力定律 引力常量的测定 适用条件：质点间的相互作用
1 2 2
内容
万有引力定律
万有引力定 律的应用
断正确的是( ) A．飞船变轨前后的线速度相等 B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C ．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角 速度 D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后 沿圆轨道运动的加速度
[解析 ] 飞船点火加速变轨，前后的线速度不相等，所以 A 不正确． 飞船在圆轨道上时由万有引力来提供向心力，航天 员出舱前后都处于完全失重状态，B 正确．飞船在此圆轨道 上运动的周期为 90 分钟， 小于同步卫星运动的周期 24 小时， 2π 根据 T＝ 知， 飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫 ω 星运动的角速度，C 正确．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点 时只有万有引力产生加速度， 变轨后沿圆轨道运动也是只有 万有引力产生加速度，所以两种情况下的加速度相等，D 不 正确．
a 是地球赤道上一幢建筑，b 是在赤道平面内做匀速 圆周运动、距地面 9.6× 106 m 的卫星， c 是地球同步卫星， 某一时刻 b、 c 刚好位于 a 的正上方 (如图甲所示 )，经 48 h， a、b、 c 的大致位置是图乙中的(取地球半径 R＝6.4×106 m， 地球表面重力加速度 g＝10 m/s2， π＝ 10)( )
Mm 4π2 [解析 ] 由 G 2＝ m 2 (R＋ h)可得 T＝ T R＋ h
4π2 R＋ h3 ＝ GM
4π2 R＋ h3 ，代入数据可求得 b 的周期为 20 000 s．从图 2 gR 甲位置经 48 h 后， 同步卫星 c 应位于 a 的正上方， 而卫星 b 绕地球做完整圆周运动的次数为 8.63 次，可以判断只有 B 符合要求．
万有引力定律
万有引力定律
第一定律轨道定律 开普勒行星运动定律第二定律面积定律 第三定律周期定律
mm 万有引公式： F＝ G r 力定律 引力常量的测定 适用条件：质点间的相互作用
1 2 2
内容
万有引力定律
万有引力定 律的应用
断正确的是( ) A．飞船变轨前后的线速度相等 B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C ．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角 速度 D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后 沿圆轨道运动的加速度
[解析 ] 飞船点火加速变轨，前后的线速度不相等，所以 A 不正确． 飞船在圆轨道上时由万有引力来提供向心力，航天 员出舱前后都处于完全失重状态，B 正确．飞船在此圆轨道 上运动的周期为 90 分钟， 小于同步卫星运动的周期 24 小时， 2π 根据 T＝ 知， 飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫 ω 星运动的角速度，C 正确．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点 时只有万有引力产生加速度， 变轨后沿圆轨道运动也是只有 万有引力产生加速度，所以两种情况下的加速度相等，D 不 正确．
a 是地球赤道上一幢建筑，b 是在赤道平面内做匀速 圆周运动、距地面 9.6× 106 m 的卫星， c 是地球同步卫星， 某一时刻 b、 c 刚好位于 a 的正上方 (如图甲所示 )，经 48 h， a、b、 c 的大致位置是图乙中的(取地球半径 R＝6.4×106 m， 地球表面重力加速度 g＝10 m/s2， π＝ 10)( )
Mm 4π2 [解析 ] 由 G 2＝ m 2 (R＋ h)可得 T＝ T R＋ h
4π2 R＋ h3 ＝ GM
4π2 R＋ h3 ，代入数据可求得 b 的周期为 20 000 s．从图 2 gR 甲位置经 48 h 后， 同步卫星 c 应位于 a 的正上方， 而卫星 b 绕地球做完整圆周运动的次数为 8.63 次，可以判断只有 B 符合要求．
教科必修2《第三章万有引力定律本章小结》150PPT课件一等奖
m 1 2 r1
m 2 2 r2
r1 r2 L
r1
·r2
O
B
L
G
m1 m2 L2
2L
T 2 2 L3
G m总
【本节学习小结】
• 研究了一些常见题型
题型一、重力与万有引力的关系
题型二、万有引力定律的应用——测中心天体质量
题型三、双星系统模型
——卫星运动参数计算
为 m，轨道半径为 r，周期为 T，万有引力常量为G，求天体质量 M.
4π 2r 3 参考答案 M= GT 2
【变式训练2】宇航员站在一星球表面上的h高处，沿水平方向抛出一
个小球，经过时间t球落到星球表面。已知引力常量为G，该星球的半
径为R，求：
（1）该星球的质量M；
（2）若该星球有一颗卫星，在离该星球的表面高H的圆轨道 上做匀速
圆
• 本章知识整合 网络构建 客观 简明 了然
天体运动 开普勒行星运动定律
内容
万有引力定律
表达式
F
G
m1m2 r2
万
适用条件 质点间的相互作用
有 引 力
万有引力定 律的应用
定
律
人造卫星
预言未知天体
计算天体质量 —两种方式 （密度）
Mm G R2 mg
G
Mm r2
m( 2 π T
)2
r
人造卫星
B．角速度大小约为卡戎的 1/7 C．线速度大小约为卡戎的7倍
R
A
O·r B
D．向心力大小约为卡戎的7倍
L
小结：双星系统模型
（1）系统内两卫星间的相互引力充当向心力 （2）两卫星始终与圆心O在一条直线上 （3）两卫星有相同周期和角速度 （4）两卫星半径与质量成反比
教科必修2《第三章万有引力定律2.万有引力定律》271PPT课件一等奖
一切物体间都存在引力
F
m1m2 r2
二、万有引力定律
1、万有引力定律内容： 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，
引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与他们之间距离r的二
次方成反比。
2、 万有引力的表达式：
F
G
m1m2 r2
注：G是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体；
a）、两个质点间的相互作用; b）、可以看作质点的两个物体间的相互作用; c）、若是两个均匀的球体,应是两球心间的距离.
m1
m2
r
例题1、对于万有引力定律的表达式 确的是( ) AC
F
G下mr1面m2 2说法中正
A．公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是 人为规定的
B．当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C否．相m等1 无与关m2 受到的引力总是大小相等的，与 m1、m2 是
所有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。
开普勒第二定律 （面积定律）
对任意一个行星来说，它与太阳连线在 相等的时间内扫过相等的面积。
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 它的公转周期的二次方的比值都相等。
a3 T2 k
回顾太阳与行星间的引力推导：
[近似处理：认为行星（m）绕太阳（M）作匀速圆周运动]
A.离地面高度 R 处为4mg B.离地面高度 R 处为 C.离地面高度 2R 处为
D.离地面高度处 为4mg
2. 要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法 可采用的是（ ABC ） A. 使两个物体质量各减小一半，距离不变 B. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变 C. 使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变 D. 两物体的距离和两物体质量都减小为原来的1/4
教科版高一上学期物理物理教学课件：必修二 第三章 万有引力定律复习PPT (共11张PPT)
解：在表面处G
mM R2
4 2
mg m T 2
R
当mg为零时，中子星瓦解，即：G
mM R2
m
4 2
T2
R
又= M
V
V 4 R 3
3
解得：
=
3
GT
2
=1.27×1014 kg/m3
、 r乙、r丙，则
r甲3 T甲2
=
r乙3 T乙2
=
r丙3 T丙2
=
GM
4 2
例2、如图所示，火箭内平台上放有测试仪，火箭从地面启动后， 以加速度a=g/2竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪 对平台的压力为启动前压力的17/16。已知地球半径为R，求火 箭此时离地面的高度。(g为地面附近的重力加速度)
变轨问题总结
Q 2 1
P
1.卫星加速，才能从低轨 道到高轨道
2.卫星在变轨位置的不同 轨道上，加速度相等.
3
3.比较速度时，注意：卫 星模型中，高轨道速度
小
F
G
Mm (R h)2
ma
例1.图中的甲是地球赤道上的一个物体、乙是“神舟六号”宇宙飞
船（周期约90分钟）、丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道
第三章 万有引力章末 复习
一、与天体运动的基本模型
跟随类
双星、三 星类
卫星类
变轨类
直线发射 类
二、解决天体运动问题的基本思路
第一步：判断研究对象属于哪种运动模型
模型一、跟随类模型——重力加模型——公式的选择是关键
G
Mm r2
v2 m
r
m 2 r
4 2
高中物理第三章万有引力定律单元综合小结课件教科必修2
例3 如图4所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近 地圆形轨道1运行，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后 再次点火，将卫星送入同步圆形轨道3运行，设轨道1、2相 切于Q点，轨道2、3相切于P点，则卫星分别在1、2、3轨道 上正常运行时： (1)比较卫星经过轨道1、2上的Q点的加 速度的大小，以及卫星经过轨道2、 3上的P点的加速度的大小；
图4
解析 根据牛顿第二定律，卫星的加速度是由地球的引力 产生的，即G Mr2m＝ma.所以，卫星在轨道2、3上经过P点的 加速度大小相等，卫星在轨道1、2上经过Q点的加速度大
小也相等.
答案 卫星经过轨道1、2上的Q点的加速度的大小相等，
经过轨道2、3上的P点的加速度的大小也相等
(2)设卫星在轨道1、3上的速度大小为v1、v3，在椭圆轨道上Q、
“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大， C正确； 因不知道两卫星的质量大小关系，故不能判断向心力的大 小，所以D错误. 答案 C
针对训练 由于阻力，人造卫星绕地球做匀速圆周运动的半
径逐渐减小，则下列说法正确的是( )
A.运动速度变大
B.运动周期减小
C.需要的向心力变大
D.向心加速度减小
P点的速度大小分别是v2Q、v2P，比较四个速度的大小.
F向，即G
Mm r2
＝m
v2 r
，从而使卫星进入预定轨道.
2.变轨问题
人造卫星在变换轨道时，速度发
生变化，导致万有引力与向心力
相等的关系被破坏，继而做向心
运动或离心运动，发生变轨.
图2
发射过程：如图2所示，一般先把卫星发射到较低轨道1上， 然后在P点点火，使卫星加速，让卫星做离心运动，进入椭 圆轨道2，到达Q点后，再使卫星加速，进入预定轨道3. 回收过程：与发射过程相反，当卫星到达Q点时，使卫星减 速，卫星由轨道3进入轨道2，当到达P点时，再让卫星减速 进入轨道1，再减速到达地面.
高中物理第三章万有引力定律本章总结课件教科版必修2
1.(2016· 全 国 Ⅲ 卷 ,14) 关 于 行 星 运 动 的 规 律 , 下 列 说 法 符 合 史 实 的 是 ( B ) A.开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律 B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律 C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因 D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律
BC
B.如不加干预,在运行一段时间后,“天宫一号”的动能可能会增加
C.如不加干预,“天宫一号”的轨道高度将缓慢降低 D.航天员在“天宫一号”中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用
解析:只要是绕地球运行的天体,其运行速率必定小于第一宇宙速度,故A错误;如 不加干预,由于轨道处稀薄大气的阻力,则“天宫一号”的速率减小而做向心运 动,当到达新的轨道而万有引力又重新能提供向心力时,“天宫一号”在新的轨 道做圆周运动,此时轨道高度降低,运行的速率增大,故B,C正确;“天宫一号”中 的航天员不是不受地球引力,而是地球引力全部充当向心力,故D错误.
Mm v2 (2)速度突然减小时,G 2 >m ,万有引力大于向心力,卫星做近心运动. r r
【典例1】 (2016· 北京卷,18改编)如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨
道1绕地球E运行,在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动.下列说法正确的 是( B )
A.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P点的速度都相同 B.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P点的加速度都相同 C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度
(1)双星的轨道半径之比;
解析:这两颗星做圆周运动的角速度 T 相同.如图所示,设二者轨迹圆的圆心为 O,圆 半径分别为 R1 和 R2. 由万有引力提供向心力有
高中物理第三章万有引力定律章末总结全国公开课一等奖百校联赛微课赛课特等奖PPT课件
天
(2) 两个质量分布均匀 球体间相互作用
(3)质点与质量分布均匀球体间相互作用
3/5
万 有 引 万有引 力 力理论 与 成就 航 天
GMm
gR2
计算地球质量(mg＝F万)：mg＝____R_2⇒M＝____G(忽略地
球自转影响)
计
GMm
质量(F万＝F向)：__r_2__＝m
4π2 T2
⇒
M＝4GπT2r23
第三章 万有引力定律
章末总结
1/5
知识网络
2/5
开普勒 第一定律( 轨道 定律) 万 行星运 第二定律( 面积 定律) 有 动定律 第三定律( 周期 定律)
引
内容
力
公式：F＝_G_m_r1_m2_2_，G为引力常量，由 卡文迪许 在试验室
与 万有引 中测定
航 力定律 适用条件：(1) 质点 间相互作用
GM
mω2r⇒ω＝____r3__
力
GM
与
ma⇒a＝__r2__
航
第一宇宙速度： 7.9 km/s
天 三个宇 第二宇宙速度：11.2 km/s
宙速度 第三宇宙速度： 16.7 km/s
5/5
4π2R3
r＝R，M＝_G__：ρ＝_43_π_R_3_⇒
3πr3
ρ＝_G__T_2R_3_——高空测量
3π
ρ＝_G_T_2_——表面测量
4/5
r3
万 有 引
万有引 力理论 成就
人造地球卫星：GMr2m＝
m
4π2 T2
r⇒T＝_2_π___G__M_
GM mvr2⇒v＝_____r __
教科必修2《第三章万有引力定律本章小结》163PPT课件一等奖
例3.某宇宙飞船在月球上空以速度v绕月球做圆周运 动为了使飞船安全地落在月球上的B点，在轨道A
点点燃火箭发动器做短时间的发动，向外喷射高
温燃气，喷气的方向为( B )
A．与v的方向相反
B．与v的方向一致
C．垂直v的方向向右
D．垂直v的方向向左
突破三、双星系统问题
两颗靠的很近的恒星称为双星，这两颗星必定以相 同的角速度绕两者连线上的某一点转动才不至于 由于万有引力的作用而吸引在一起．特点：①做 圆周运动所需向心力相等(等于相互的万有引力)； ②角速度相等；③半径之和等于它们之间的距离，
课后练习
9.某宇宙飞船由运载火箭先送入近地点为A、远地 点为B的椭圆轨道，在B点实施变轨后，再进入预
定圆轨道，如图4所示。已知飞船在预定圆轨道上
飞行n圈所用时间为t，近地点A距地面高度为h1， 地球表面重力加速度为g，地球半径为R。求：
(1)飞船在近地点A的加速度aA为多大？ (2)远地点B距地面的高度h2为多少？
r1＋r2＝l.
R2 R1
例4.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它 们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连
线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T， 两颗恒星之间的距离为L，试推算这个双星系统的总 质量。（引力常量为G）
R2 R1
学以致用
1.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在
r2
例1.“嫦娥二号”环月飞行的高度为100 km，所探测到的有关月 球的数据将比环月飞行高度为200 km的“嫦娥一号”更加详实．
若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道则( C )
A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大 B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小 C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大 D．“嫦娥二号”环月运行的角速度与“嫦娥一号”小
新教科版高中物理必修2第三章第2节万有引力定律(25张ppt)
r2
①（理想情况）
F
两个质点间引力大小的计算
m1
F’
r
m2
②（实际情况）
r 为两质点间的距离
若两个物体间的距离远大于物体本身大小时，
两个物体可看成质点 如：太阳与行星间
r为两天体中心的距离
地球与月球间
③ 质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中于球心FGm1m2 r2
r为两球心间的距离
r为物体到地心的距离
黄金代换公式：
G MR2m mg
M gR 2 G
卡文迪许在实验室里测出了引力 常量G的值，他把自己的实验说成 是“称量地球的重量”。 在实验室里测量几个铅球之间的 引力，就可以称量地球， 这不能不说是一个科学奇迹。 著名文学家，马克吐温 满怀激情地说“科学真是迷人。 根据零星的事实，增添一点猜想 ，竟然赢得那么多收获！”
Fn m
R
G
① 在赤道：FG F nm赤 gm2R
② 在两极： FGmg极
③ 赤道表面一质量m=1kg的物体随地球自转的向心力
F n m 2 R m 4 T 自 2 2R 1 2 4 3 4 3 .12 6 2 4 0 60 4 10 3N 0 00 .03 N3
由于物体随地球自转的向心力很小,则万有引力大小近 似等于重力
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
教科必修2《第三章万有引力定律3.万有引力定律的应用》207PPT课件一等奖
① ②Gρ＝Mr432mπM＝R3m＝4TGπ232Tπr2⇒rR3 3M＝4GπT2r23 ③卫星在天体表面附近飞行时，r＝R，则ρ＝G3Tπ2
考点一 应用万有引力定律分析天体的运动
题组突破训练
1．(2016·高考全国卷Ⅲ)关于行星运动的规律，下列说法
符合史实的是( B )
A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规 律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运 动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照 这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力 定律
开普勒在前人观测数据的基础 上，总结出了行星运动的规律， 与牛顿定律无联系，选项 A 错 误，选项 B 正确；开普勒总结出 了行星运动的规律，但没有找出 行星按照这些规律运动的原因， 选项 C 错误；牛顿发现了万有引 力定律，选项 D 错误．ห้องสมุดไป่ตู้
目录
CONTENTS
1 考点一
第四章 曲线运动 万有引力定律
第4讲 万有引力与航天
2 考点二 考点三
4 考点四
课堂巩固 跟踪检测
课后练 知能提升
考点一 应用万有引力定律分析天体的运动
[教材主干梳理] 1．开普勒三定律 (1)开普勒第一定律：所有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． (2)开普勒第二定律：对每一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的 _面__积__相等． (3)开普勒第三定律：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．
考点一 应用万有引力定律分析天体的运动 1．天体运动的分析方法
考点一 应用万有引力定律分析天体的运动
2．中心天体质量和密度的估算 (1)已知天体表面的重力加速度 g 和天体半径 R GMRm2 ＝mg⇒天体质量：M＝gGR2 天体密度：ρ＝4π3GgR (2)已知卫星绕天体做圆周运动的周期 T 和轨道半径 r
考点一 应用万有引力定律分析天体的运动
题组突破训练
1．(2016·高考全国卷Ⅲ)关于行星运动的规律，下列说法
符合史实的是( B )
A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规 律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运 动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照 这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力 定律
开普勒在前人观测数据的基础 上，总结出了行星运动的规律， 与牛顿定律无联系，选项 A 错 误，选项 B 正确；开普勒总结出 了行星运动的规律，但没有找出 行星按照这些规律运动的原因， 选项 C 错误；牛顿发现了万有引 力定律，选项 D 错误．ห้องสมุดไป่ตู้
目录
CONTENTS
1 考点一
第四章 曲线运动 万有引力定律
第4讲 万有引力与航天
2 考点二 考点三
4 考点四
课堂巩固 跟踪检测
课后练 知能提升
考点一 应用万有引力定律分析天体的运动
[教材主干梳理] 1．开普勒三定律 (1)开普勒第一定律：所有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． (2)开普勒第二定律：对每一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的 _面__积__相等． (3)开普勒第三定律：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．
考点一 应用万有引力定律分析天体的运动 1．天体运动的分析方法
考点一 应用万有引力定律分析天体的运动
2．中心天体质量和密度的估算 (1)已知天体表面的重力加速度 g 和天体半径 R GMRm2 ＝mg⇒天体质量：M＝gGR2 天体密度：ρ＝4π3GgR (2)已知卫星绕天体做圆周运动的周期 T 和轨道半径 r
教科必修2《第三章万有引力定律本章小结》171PPT课件一等奖
A.地球的密度为GT23GπG2－1 G1
√B. 地球的密度为GT23GπG2－2 G1
√C.当地球的自转周期为 地面有压力
G2－G1 G2 T
时，放在地球赤道地面上的物体不再对
D.当地球的自转周期为 地面有压力
G2－G1 G1 T
时，放在地球赤道地面上的物体不再对
解析
答案
问题一：万有引力与重力
GM v1＝ R ＝ gR ＝ 7.9 km/s.
第一宇宙速度是人造地球卫星的 最大环绕 速度，也是人造地球卫星的
最小发射 速度.
(2)第二宇宙速度：v2＝ 11.2 km/s，使物体挣脱 地球 引力束缚的最小 发射速度.
(3)第三宇宙速度：v3＝ 16.7 km/s，使物体挣脱 太阳 引力束缚的最小发
第一宇宙速度是人造地球卫星的 最大环绕 速度，也是人造地球卫星的
最小发射 速度.
(2)第二宇宙速度：v2＝ 11.2 km/s，使物体挣脱 地球 引力束缚的最小 发射速度.
(3)第三宇宙速度：v3＝ 16.7 km/s，使物体挣脱 太阳 引力束缚的最小发
射速度.
答案
4.宇问宙题速三度：宇宙速度
(1)第一宇宙速度： 推导过程为：由GRM2m＝mRv12＝mg 得：
万有引力定律与天体运动
四川省北川中学 蒋涛
2
内 容/CONTENTS
万有引力与重力
01
02 卫星运行参数及轨道
万有引 力定律
03 宇宙速度 04 双星及多星问题
问题一：万有引力与重力
例1 (多选)(2017·河南商丘市二模)“雪龙号”南极考察船在由我国驶向南极的
过程中，经过赤道时测得某物体的重力是G1；在南极附近测得该物体的重力为 G2；已知地球自转的周期为T，引力常数为G，假设地球可视为质量分布均匀的 球体，由此可知
教科必修2《第三章万有引力定律3.万有引力定律的应用》187PPT课件一等奖
一、万有引力定应用 的两条基本思：
1．研究天体r运动的vF基引m本方法——mF引vr2＝F向
OR M
G
Mm r2
m2r 4 2
m r
T2
v GM r
GM r3
T 2 r3
GM
M—中心天体质量
特点：涉及分析绕
m—绕转天体质量 R—中心天体半径
转天体的运动学量
r—绕转天体轨道半径
（v、ω、T等）
第三章：万有引定律
外圆形轨道上运行的三颗卫星，a和b质量相等
且小于c的质量，则（ ABD ）
b
A.b所需向心力最小
a
B.b、c的周期相同且大于a的周期 地球 c
C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的
向心加速度
D.b、c的线速度大小相等，且小于a的线速
度
二、应用 四—双星问题：
第三章：万有引定律
ω
m1 O
m2
ω
r1 r2
G
Mm r2
mgr
gr 1/ r2
g g0
R2 r2
R2 (4R)2
1 16
第三章：万有引定律
【例2】：某个行星质量是地球质量的一半，半 径也是地球的一半，那么一个物体在此行星上的 重力加速度是地球上的重力加速度的多少倍？
解析： 由题设条件知：星球对物体的引力应等于物体的重
力，即：
G Mm mg g行 M行 ( R地 )2
1.1845年英国人亚当斯和法国天文学家勒维耶各自独立用万 有引力定律计算发现了“海王星”（第8个行星）。
2.1930年3月14日人们发现了从被称为太阳系第9个行星— 冥 王星
3.1978年人们又发现了冥王星的卫星——卡戎
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教科版
必修2
万有引力复习
简阳市养马中学
吴德明
描述圆周运动的物理量
吴德明20190701
物理量
物理意义
大小
方向
线速度
描述质点沿圆运 动的快慢
沿圆弧在
v s 2 r
该点的切 线方向
tT
角速度
2
中学不研 究其方向
tT
周期、频 率
向心加速 度
描述线速度方向 改变的快慢
T 1 2r
fv
F v2 2r
T2
r
T
4 2r3 T
GM
r3
注意：若r变大，则a、v、ω、f均变小，只有T变大 11
应用五：宇宙速度
会推导第一宇宙速度
Gm'm mv2
r2
r
mg
G
mm R2
v
Gm r
v gR
比较地面上的物体和近地卫星的区别
地球同步卫星
同步卫星有以下几个特点：
（1）周期一定：同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地球的运动
辅助方程 重力近似 =万有引力
G
Mm r2
ma
m v2 r
m 2r
a
G
M r2
v GM r
G
M r3
B Main IdeAa C
mr
2
T
2
T 2
r3 GM
整理一下：
ma
a
GM r2
a
1 r2
F万
G
Mm r2
F向
m
v2 r
v
m2r
GM v r GM r3
1 r 1 r3
m
4 2
与地球自转同步，它的运动周期就等于地球自转的周期，即T=24h.
（2）角速度一定：同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度.
（3）轨道一定：由于同步卫星绕地球的运动与地球的自转同步，这就决定
了同步卫星的轨道平面应与赤道平面平行.又由于同步卫星绕地球运动的向心
力是地球对卫星的万有引力，这又决定了同步卫星圆周运动的圆心为地心.所
地球运动的向心加速度大小都相同，约为0.23 m/s2.
以，所有同步卫星的轨道必在赤道平面内. 由于所有同步卫星的周期都相同，由r=
GMT 2
3
4 2
知，所有同步卫星的轨道半径都相同，即同步卫星都在同一轨道上绕地球做
匀速圆周运动，其轨道离地面的高度约为3.５９×１０４ km.
(4)环绕速度大小一定：所有同步卫星绕地球运动的线速度的大小是一定的，
都是３.０８ km/s.
比较近地卫星、同步卫星、赤道上的物体的 线速度，角速度，周期，向心加速度。
推导：若卫星的r变大但仍然做匀速圆周运动，则相应的运 动学量如v、a、T、ω、f等如何变化？
三、卫星的运行(圆周轨道)
绕地球作匀速圆周运动的卫星， 其所需向心力由万有引力提供
v1=7.9km/s
基本方程 万有引力 = 向心力
mr
无方向 时刻指向
圆心
相互关系
v2 r
2r
4 2rf
2
4 2 f
T2
v
2
万有引力定律及应用思路
• 1.万有引力定律： • 2.两条基本思路： • （1）万有引力提供圆周运动的向心力
• （2）万有引力等于重力
建立好情景图
• 本页几个图的情景你清楚吗？
• 尝试自己画一画！
应用一：万有引力和重力的比较
1、g随纬度和高度变化的原因
2、万有引力和重力近似相等 两极上严格相等
• 应用二：天体表面重力加速度问题
在天体附近（离地后）重力等于万有引力
注意：比例问题重要
• 应用三：计算中心天体质量和密度
一般两条途径，注意黄金代换的灵活使用
mg＝G
Mm R2
得 M gR2
G
应用四：
卫星做圆周运动各个参量随轨道半径的变化关系。
必修2
万有引力复习
简阳市养马中学
吴德明
描述圆周运动的物理量
吴德明20190701
物理量
物理意义
大小
方向
线速度
描述质点沿圆运 动的快慢
沿圆弧在
v s 2 r
该点的切 线方向
tT
角速度
2
中学不研 究其方向
tT
周期、频 率
向心加速 度
描述线速度方向 改变的快慢
T 1 2r
fv
F v2 2r
T2
r
T
4 2r3 T
GM
r3
注意：若r变大，则a、v、ω、f均变小，只有T变大 11
应用五：宇宙速度
会推导第一宇宙速度
Gm'm mv2
r2
r
mg
G
mm R2
v
Gm r
v gR
比较地面上的物体和近地卫星的区别
地球同步卫星
同步卫星有以下几个特点：
（1）周期一定：同步卫星在赤道上空相对地球静止，它绕地球的运动
辅助方程 重力近似 =万有引力
G
Mm r2
ma
m v2 r
m 2r
a
G
M r2
v GM r
G
M r3
B Main IdeAa C
mr
2
T
2
T 2
r3 GM
整理一下：
ma
a
GM r2
a
1 r2
F万
G
Mm r2
F向
m
v2 r
v
m2r
GM v r GM r3
1 r 1 r3
m
4 2
与地球自转同步，它的运动周期就等于地球自转的周期，即T=24h.
（2）角速度一定：同步卫星绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度.
（3）轨道一定：由于同步卫星绕地球的运动与地球的自转同步，这就决定
了同步卫星的轨道平面应与赤道平面平行.又由于同步卫星绕地球运动的向心
力是地球对卫星的万有引力，这又决定了同步卫星圆周运动的圆心为地心.所
地球运动的向心加速度大小都相同，约为0.23 m/s2.
以，所有同步卫星的轨道必在赤道平面内. 由于所有同步卫星的周期都相同，由r=
GMT 2
3
4 2
知，所有同步卫星的轨道半径都相同，即同步卫星都在同一轨道上绕地球做
匀速圆周运动，其轨道离地面的高度约为3.５９×１０４ km.
(4)环绕速度大小一定：所有同步卫星绕地球运动的线速度的大小是一定的，
都是３.０８ km/s.
比较近地卫星、同步卫星、赤道上的物体的 线速度，角速度，周期，向心加速度。
推导：若卫星的r变大但仍然做匀速圆周运动，则相应的运 动学量如v、a、T、ω、f等如何变化？
三、卫星的运行(圆周轨道)
绕地球作匀速圆周运动的卫星， 其所需向心力由万有引力提供
v1=7.9km/s
基本方程 万有引力 = 向心力
mr
无方向 时刻指向
圆心
相互关系
v2 r
2r
4 2rf
2
4 2 f
T2
v
2
万有引力定律及应用思路
• 1.万有引力定律： • 2.两条基本思路： • （1）万有引力提供圆周运动的向心力
• （2）万有引力等于重力
建立好情景图
• 本页几个图的情景你清楚吗？
• 尝试自己画一画！
应用一：万有引力和重力的比较
1、g随纬度和高度变化的原因
2、万有引力和重力近似相等 两极上严格相等
• 应用二：天体表面重力加速度问题
在天体附近（离地后）重力等于万有引力
注意：比例问题重要
• 应用三：计算中心天体质量和密度
一般两条途径，注意黄金代换的灵活使用
mg＝G
Mm R2
得 M gR2
G
应用四：
卫星做圆周运动各个参量随轨道半径的变化关系。