万有引力定律及其应用假设你就在这艘飞船上，跟随主人公第一次到达潘多拉星，并肩负任务： 任务一：了解潘多拉星的基本数据：质量M，半径R，密度任务二：估算飞船在靠近潘多拉的近地轨道上运行的周期T，速度V，角速度w装备：精确秒表一只，几十米长的卷尺一把利用手中的装备和我们学过的知识要完成完成任务，需要运用什么知识？万有引力定律万有引力定律1.内容：任何两个物体都是相互吸引的，引力内容：任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两个物体的大小与两个物体质量的乘积质量的乘积成正比，与它们成正比，与它们距离的平方距离的平方成反比；方向在两物体的成反比；方向在两物体的连线连线上。上。3.引力常量引力常量G: 英国物理学家英国物理学家卡文迪许卡文迪许通过通过著名的扭秤实验测出了引力常量著名的扭秤实验测出了引力常量 m1m2rhR1R2适用条件：适用条件：万有引力定律适用于万有引力定律适用于质点质点间引力大小的计算当间引力大小的计算当 两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体 可以看成质点，直接使用万有引力定律计算可以看成质点，直接使用万有引力定律计算当两物体是当两物体是质量均匀分布的球体质量均匀分布的球体时，它们间的引力时，它们间的引力 也可直接用公式计算，但式中的也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间距离是指两球心间距离情景：飞船在靠近潘多拉星的圆周轨道上运行，情景：飞船在靠近潘多拉星的圆周轨道上运行，利用手中的工具如何完成测量星球质量，半径，利用手中的工具如何完成测量星球质量，半径，密度的任务？密度的任务？飞船在近地轨道受什么作用力？飞船在轨道上做什么运动？运动半径有何特点向心力由什么提供？潘多拉星对飞船的引力匀速圆周运动，运动半径等于星球半径F引=F向已知飞船在近地轨道上做匀速圆周运动，利用秒表测量出其周期为T，试计算潘多拉的质量M假设R可以通过其他方式得到思考：这种方法能否用来求其他星球质量，列如求地球的质量，需要知道哪些条件？分别选择什么做为研究对象？利用环绕天体运动的半径，周期，速度等物理量可以求解中心天体的质量求解地球质量 已知条件 研究对象 关系式情景二：主人公在受到猛兽攻击跳落悬崖的过程 可视作平抛运动，用卷尺测出悬崖高度记作h，用秒表记录下落时间为t分析：人或物体在该天体表面受到的重力就等于万有引力主人公跳落悬崖做什么运动？与 地球上的平抛运动有何区别？由由小结：小结：卫星做匀速圆周运动的卫星做匀速圆周运动的半径一旦确定半径一旦确定，则卫星运行的，则卫星运行的线速线速度、角速度、周期、向心加速度的大小都唯一确定，度、角速度、周期、向心加速度的大小都唯一确定，反之亦然。反之亦然。地地球球任务二：估算飞船在轨道上运行 的速度，角速度如如图所示，图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，上运行的三颗人造卫星，a和和b的质量相同而小于的质量相同而小于c的质量，下列说法中正确的是（的质量，下列说法中正确的是（ ）Ab、c的线速度大小相等，且小于的线速度大小相等，且小于a的线速度的线速度 Bb、c的周期相等，且大于的周期相等，且大于a的周期的周期Cb、c的向心加速度大小相等，且大于的向心加速度大小相等，且大于a的向的向 心加速度心加速度Db所需的向心力最小所需的向心力最小ABD课堂练习课堂练习