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课件网) 第2、3节 万有引力定律的应用 人类对太空的不懈追求 1.了解人造卫星的有关知识，知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速度. 2.理解并掌握用万有引力定律处理人造卫星的问题的思路和方法. 3.知道地心说和日心说基本内容,了解人类对天体运动的认识过程是漫长和复杂的，真理是来之不易的. 4.了解人类探索太空的发展过程. 人造卫星上天 牛顿在1687年发表的《自然哲学的数学原理》中描述的人造地球卫星原理图 各种各样的卫星…… 设地球的质量为M，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的 质量为m，飞行器的速度为v，它到地心的距离为r.飞行 器运动所需要的向心力由地球对它的万有引力提供 r≈R 推导：最小的发射速度 如果不知道地球的质量，知道地球表面的重力加速度， 如何求v？ 【解析】由： 第一宇宙速度 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫第一宇宙速度，也叫地面附近的环绕速度.数值为7.9km/s. 当发射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s时，它绕地球运行的轨道不是圆，而是椭圆. 第一宇宙速度是卫星发射的最小速度. 第二宇宙速度 当物体的速度等于或大于11.2km/s时，它就会克服地球的 引力，成为围绕太阳运动的人造行星，或飞到其他行星 上.我们把11.2km/s叫做第二宇宙速度. 第三宇宙速度 当物体的速度等于或大于16.7km/s时，物体可以挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间.我们把16.7km/s叫做第三宇宙速度. 人造卫星(普通) 设：地球质量为M，地球半径为R，卫星距地面高为h，卫星质量为m,写出下列物理量的表达式 1.线速率： 由 2.角速度： 由 3.周期： 由 人造卫星运动量与轨道半径的关系 物理量 计算公式 线速率 角速度 周期 v减小 ω减小 T增大 h增大（轨 道半径r增大） 例1：人造地球卫星的轨道半径越大，则( ) A.速度越小，周期越小 B.速度越小，加速度越小 C.加速度越小,周期越大 D.角速度越小,加速度越大 BC 练习：两颗人造地球卫星质量之比m1∶m2=1∶2,轨道半径 之比r1∶r2=3∶1，下列有关数据之比正确的是( ) A.周期之比T1∶T2=3∶1 B.线速度之比v1∶v2=3∶1 C.向心力之比F1∶F2=1∶9 D.向心加速度之比a1∶a2=1∶9 D 预测并发现未知星体,是万有引力理论威力和价值的最生动例证. 在1781年发现的第七大行星———天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星,这就是后来发现的第八大行星———海王星. 海王星 海王星的实际轨道是由英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶根据天王星的观测资料各自独立地利用万有引力定律计算出来的. 预测未知天体 法国的勒维耶 英国的亚当斯 1846年9月23日晚,德国的伽勒在柏林天文台用望远镜在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星———海王星 柏林天文台 “海王星”的 发现 其实，从远古时代人们就开始探究太空，而且不懈追求神秘的宇宙…… 不同的时期，伟大的科学家们提出自己的假说，著名的有地心说和日心说. “地心说”模型 代表人物： 亚里士多德、托勒密 地心说 托勒密于公元二世纪，提出了自己的宇宙结构学说，即“地心说”. 地心说认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动. 地心说直到16世纪才被哥白尼推翻. 托勒密 太阳 “日心说”模型 代表人物： 哥白尼 日心说 哥白尼 哥白尼在16世纪提出了日心说. 日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动. 1543 年哥白尼的《天体运行论》 出版，书中详细描述了日心说理论. 1.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为 TA : TB = 1 : 8，则轨道半径之比和运动速率之比分别 为（ ） RA : RB = 4:1; vA : vB = 1:2 ... ...
