1、第二节 万有引力定律的应用第五章 万有引力定律及其应用一、求解天体问题的两大思路 1、利用万有引力提供向心力：2、利用重力近似等于万有引力：1、求解中心天体的质量；二、万有引力在天文学上的应用行星运动的向心力是由万有引力提供，即万向()22mr r2m由此可以解出 r32如果测出行星绕太阳公转周期，它们之间的距离 r，就可以算出太阳的质量同样，根据月球（或卫星）绕地球的运转周期和轨道半径，就可以算出地球的质量注意：用测定环绕天体（如卫星）的轨道半径和周期方法测量，不能测定其自身的质量2、求解中心天体的密度计算只需知靠近行星表面的卫星运转周期就可求的行星密度.英国剑桥大学的学生，23岁的亚当斯，
2、经过计算，提出了新行星存在的预言他根据万有引力定律和天王星的真实轨道逆推，预言了新行星不同时刻所在的位置 同年，法国的勒维列也算出了同样的结果，并把预言的结果寄给了柏林天文学家加勒当晚(1846.3.14),加勒把望远镜对准勒维列预言的位置，果然发现有一颗新的行星就是海王星.3、发现未知天体（）、海王星的发现1821年，人们发现天王星的轨道与预期模式（太阳+7颗行星）计算的结果有较大“误差”20年的猜想、探究海王星海王星地貌在 预 言 提 出 之 后，1930年，汤 博（Tom baugh）发现了这颗行星冥王星冥王星的实际观测轨道与理论计算的一致，所以人们确认，冥王星是太阳系最外一颗行星了海王
3、星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新行星的存在、冥王星的发现（2006年，冥王星因为其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星定义，被降级为“矮行星”。）冥王星与其卫星四、发射人造卫星、牛顿的设想 牛顿曾设想：在山顶上放一门大炮，若以足够大的速度水平射出一颗炮弹，它将围绕地球旋转而不再落回地面。牛顿的设想现在已变成了现实。那么，牛顿所说的足够大的速度是多少呢？发射原理牛顿的卫星发射原理.MPG、宇宙速度（）第一宇宙速度（环绕度）:v=7.9km/s是物体从地球上发射出去后能成为一颗绕地球表面运动人造卫星的最小发射速度；设卫星绕地球做匀速圆
4、周运动，忽略飞行高度，认为卫星做圆周运动的半径等于地球半径R，地球的质量为，卫星的质量为m；卫星速度为v，地球对卫星的万有引力就是它绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，则有：第一宇宙速度既是最小的发射速度，同时也是最大的运行速度；第一宇宙速度的计算：2、第二宇宙速度（脱离速度）：v=11.2km/s是物体从地球上发射后能脱离地球的引力而成为一颗绕太阳运行的人造行星的最小的发射速度；3、第三宇宙速度（逃逸速度）：v=16.7km/s是物体从地球上发射后能脱离太阳的引力而逃逸到太阳系以外的宇宙空间中去的最小的发射速度；3.地球同步卫星同步卫星.MPG（1）定义：是指始终相对于地面静止的人造卫星，它的
5、周期与地球自转的周期相同。T24h。错误轨道平面.MPG各种轨道平面.MPG定高度：所有的同步卫星的轨道距离地面的高度为一个定值，h=3.6107(m)定轨道：所有的同步卫星只能运行在赤道上方的一个确定轨道上。定周期：地球同步卫星的周期与地球的自转周期相同，T24h；地球同步卫星的特点：同步卫星的发射1.MPG神州六号发射回收全过程.MPG高中物理教学影音资料探索宇宙.rm下列说法正确的是:()A.海王星和冥王星是人们跟据万有引力定律计算的轨道发现的B.天王星是人们跟据万有引力定律计算的轨道发现的C.天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道,其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引
6、力作用D.以上说法都不对AC五、课堂练习、要计算地球的质量,除已知的一些常数外，还必须知道某些数据,现给出下列各组数据,可以计算出地球质量的有()A.已知地球的半径RB.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径 r和线速度vC.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T和线速度vD.地球的公转周期T1和公转半径r1ABC3、行星绕恒星的运动轨道是圆形,那么它运行周期T的平方与轨道半径r的立方之比为常数，即 该常数k的大小()A.只与恒星的质量有关B.只与行星的质量有关C.与恒星和行星的质量都有关D.与恒星的质量及行星的速度有关R3T2 kA当航天飞机贴地飞行时，r星()22mr r2m 解析：航天飞机绕星球飞行，万有引力提供向心力，所以 、某宇航员驾驶航天飞机飞到某一星球，他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测出飞行时间为4.5103s，则该星球的平均密度是多少？该星球的平均密度为：联立上面三式得：代入数值：可得：
