高中物理《机械能守恒定律的应用》公开课教学课件

三、万有引力定律的两个重要推论
1、在匀质球层的空腔内的任意位置处， 质点所受的万有引力为零。
2、在匀质球体内部距离球心r处，质点所 受的万有引力等于半径为r的球体对它的万 有引力。
四、应用 1、测天体的质量和密度 2、计算重力加速度
①地球表面
②在地球上空高为h处
③地球内部距离地心r处 3、计算匀质球体不瓦解的最小密度、最小周
A、T= 3 G
B、T= 2 R3 GM
C、T= G
D、T= 2 3R3
GM
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两个星球组成双星，它们在相互之间的 万有引力作用下，绕连线上某点做周期 相同的匀速圆周运动。现测得两星中心 距离为R，其运动周期为T，求两星的总 质量。
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两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周 期之比TA:TB=1:8，则轨道半径之比和运动速 率之比分别为( ) A、RA:RB=4:1，vA:vB=1:2 B、RA:RB=4:1，vA:vB=2:1
机械能守恒定律表达式
1 2
mv2
2
mgh2
1 2
mv12
mgh1
EK2 EP2 EK2 EP2
二、机械能守恒定律的应用
以10m/s的速度将质量是m的物体从地面竖 直向上抛出,若忽略空气阻力,求: (1)、物体上升的最大高度？ (2)、上升过程中何处重力势能和动能相 等？（以地面为 参考面）
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无人飞船“神州二号”曾在离地面高度 H=3.4×105m 的 圆 轨 道 上 运 行 了 47h 。 求 在这段时间内它绕行地球多少圈？(地球 半 径 R=6.37×106m ， 重 力 加 速 度 g=9.8m/s2)
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在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星 主，它到地面的距离等于地球半径R。地面 上的重力加速度为g，则( )
思考：
关于机械能守恒定律适用条件的下列说法中正确的是（ ） A. 只有重力和弹性力作用时，机械能守恒 B. 当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒 C. 除重力和系统内弹力外还有其他外力作用时，只要其他外力
的总功为零，机械能守恒 D. 炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后
机械能守恒
答案：c
例一、如图所示，一个质量为M的匀质实心 球，半径为R，如果从球上挖去一个直径为R 的球，放在距离为d的地方。求下列两种情况 下，两球之间的万有引力是多大？ （1）从球的正中心挖去（2）从与球相切处 挖去
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太阳现在处于主序星演化阶段，它主要是由电子
和 、 等原子4核11H组24成He。维持太阳辐射的是它内部
已知地球半径R=6.4×106m，质量m=6.4×1024kg，
日地中心的距离r=1.5×1011m，地球表面处的重力
加速度g=10m/s2,1年约为3.2×107s。试估算目前太
阳的质量M。
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组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的 星球有一个最大的自转速率。由此能得到半径为 R、密度为、质量为M且均匀分布的星球的最小 自转周期T，下列表达式中正确的是( )
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中子星是恒星演化过程的一种可能结果， 它的密度很大。现有一中子星，观测到 它 的 自 转 周 期 为 T ＝ 1/30s 。 向 该 中 子 星 的最小密度应是多少才能维持该星体的 稳定，不致因自转而瓦解。计等时星体 可视为均匀球体。（引力常数G＝ 6.67×10－11m3/kg·s2）
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宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平 方向抛出一个小球。经过时间t，小球落到星 球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为 L。若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点 与落地点之间的距离为。已知两落地点在同 一水平面上，该星球的半径为R，万有引力 常数为G，求该星球的质量M。
的核聚变反应，核反应方程是2e+
பைடு நூலகம்+→
+释411H放的24 H核e 能，这些核能最后转化为辐射能。根据
目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太
阳中的核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序
星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定
目前太阳全部由电子和核组成。
为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。
期、最大角速度问题等
4、分析卫星高度变化时各量的变化 5、双星问题
A、卫星运动的速度为 2Rg
B、卫星运动的周期为 4
2R g
C、卫星运动的加速度为
1g 2
D、卫星运动的动能为
1 4
mRg
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式地中球的同a步单卫位星是到m，地b心的的单距位离是rs，可c由的r单3 位a是24bm22/cs22求，出则，( 已) 知
A、a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的 重力加速度
B、a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同 步卫星的加速度
C、a是赤道周长，b是地球自转的周期，c是同步卫星的加 速度
D、a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地 球表面处的重力加速度
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已知地球半径约为6.4×106m，又知 月球绕地球的运动可近似看做匀速圆 周运动，则可估算出月球到地心的距 离约为 m。(结果只保留一位有效 数字)
C、RA:RB=1:4，vA:vB=1:2 D、RA:RB=1:4，vA:vB=2:1
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有人利用安装在气球载人舱内的单摆 来确定气球的高度。已知该单摆在海平 面处的周期是T0，当气球停在某一高度 时，测得该单摆周期为T,求该气球此时 离海平面的高度h。(把地球看做质量均 匀分布的半径为R的球体。)
机械能守恒定律的应用
一、机械能守恒定律
在只有重力做功的情形下，物体的动能和重力势 能相互转化，但机械能的总量保持不变。 在只有重力和系统内弹力做功的条件下，物体的 动能和势能相互转化，但机械能的总量保持不变。 除重力和系统内弹力做功外，其他力也做功，但 其他力做功的总和为零，系统的机械能总量保持 不变