万有引力定律　天体运动.ppt

第4节万有引力定律天体运动
一、开普勒行星运动定律
定律
内容
图示
开普勒第一定律(轨道定律)
所有行星绕太阳运动的轨道都是,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,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的
开普勒第三定律(周期定律)
所有行星的轨道的
的三次方跟它的公转
的二次方的比值都相等,
即=k
椭圆
面积
半长轴
周期
内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体成正比,与它们之间成反比.
公式: ,式中G为,
G= .
:万有引力定律适用于两质点间万有引力大小的计算.
质量的乘积
距离的平方
引力常量
×10-11N·m2/kg2
二、万有引力定律
1. 基本方法
把天体(或人造卫星)的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.
2. 解决天体圆周运动问题的两条思路
三、万有引力定律在天文学上的应用
“一定”
(1)轨道平面一定:轨道平面与共面.
(2)周期一定:与地球自转周期,即T=24h.
(3)角速度一定:与地球自转的角速度.
地球赤道
相同
相同

宇宙速度
数值(km/s)
意义
第一宇宙速度

这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度, km/s≤v< km/s,物体绕运行(环绕速度)轨道为椭圆
第二宇宙速度

这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度, km/s≤v< km/s,物体绕运行(脱离速度)
第三宇宙速度

这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度,若v≥ km/s,物体将脱离在宇宙空间运行(逃逸速度)
地球
太阳
太阳系
例1 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近该行星表面圆形轨道运行数圈后,着陆在该行星上,宇宙飞船上备有以下实验器材:



(包括砝码一套)
题型一:中心天体的质量和密度的计算
已知宇航员在绕行及着陆后各做一次测量,根据所测量的数据可以求出该星球的质量M、半径R(已知引力常量为G).
(1)两次测量的物理量分别为.
(2)两次测量所选用的仪器分别为________(用该仪器的字母序号表示)
(3)用所测值求出星球质量M、半径R.
【思路点拨】牢记万有引力在天文学中应用的两条思路,确定方法和要测量的物理量,再选择器材.