1、 万有引力定律的应用 天体的质量，预测未知天体，卫星的发射。 一、课前导学 1.做匀速圆周运动的物体， 所受合外力 运动所需向心力， 如果合外力突然消失或不足 以提供运动所需向心力时，就会做 运动；如果合外力 运动所需向心力时，就会 做向心运动。 2.做匀速圆周运动物体的线速度为 v，角速度为，周期为，轨迹半径为 r，则所需向心 力 F 。 3.万有引力定律：宇宙间一切物体间互相引，两个物体间的引力大小跟它们的质量的 成正比，跟它们间的距离的 成反比，其数学表达式是： ，表示 引力常量，由 首先测出。 二、课堂探究： 1.把月球绕地球的运动看作匀速圆周运动，已经测得月球的运动周期为 T，月亮到
2、地心的距 离为 r，如何应用万有引力定律测出地球质量 M？还需要知道什么恒量？ 解：地球对月球的引力提供月球做匀速圆周运动需要的向心力， 3 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 42 2 r GT M r T GM r T mr T m r Mm G r T mrm r v mF r Mm GF FF 向 万 向万 需要知道什么引力恒量。万有引力定律，神奇！ 2.一个人造飞行器要成为地球的卫星，需要哪些条件？ （1）把人造飞行器送到足够高的高度 h； （2）给人造飞行器足够的线速度 v。 同学们、万有引力定律，真神奇！ 3.人造卫星的飞行高度为 h，地球半径为，轨道半径
3、为 r，地球质量为，引力常量为， （1）卫星需要以多大的的线速度飞行？ （2）一颗近地人造地球卫星，需要多大的线速度？ 解： （）地球对人造卫星的引力提供卫星做匀速圆周运动需要的向心力， hR GM r GM v v r Mm G r v m r Mm G r v mF r Mm GF FF 2 2 2 2 2 向 万 向万 （2）地球对人造卫星的引力提供卫星做匀速圆周运动需要的向心力， skm R GM v Rr hR GM r GM v FF /9 . 7 近地， 向万 3.把天王星绕太阳的运动看作匀速圆周运动， 测得太阳的质量为M和天王星的运动周期为T， （）如何应用万有引力定律测出天王
4、星的轨道半径 r？ 解：太阳对天王星的引力提供地球做匀速圆周运动需要的向心力， 3 2 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 42 2 GMT r r T GM r T mr T m r Mm G r T mrm r v mF r Mm GF FF 需 万 需万 （2）如果实际观察发现天王星运动偏离了轨道，你认为可能是什么原因？ 可能地球附近有未知星球存在。神奇的万有引力定律！ 三、反馈提高 1.已知引力常量，应用地球的运动资料来计算太阳的质量，还需知道的条件是（ ）I A.地球的质量 B.地球的质量和半径 C.地球绕太阳运动的周期 D.地球绕太阳运动的轨道半径及周期 2.关
5、于人造地球卫星的第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ） A.人造卫星绕地球的最小环绕速度 B.人造卫星绕地球的最大环绕速度 C.人造地球卫星的最小发射速度 D.人造地球卫星的最大发射速度 3.关于应用万有引力定律发现未知天体的历史事实，正确的是（ ） A.人们发现天王星的实际轨道与由万有引力定律计算出的理论轨道存在较大的误差 B.天王星是牛顿运用万有引力定律计算而发现的 C.海王星是英国天文学家赫歇耳用望远镜发现的 D.法国青年天文爱好者勒维耶和英国剑桥大学生亚当斯两个独立地应用万有引力定律推算 出海王星的质量和轨道参数，人们用用望远镜对准他们笔下计算的位置，观察到这颗新星 四、课后拓展： 1.下图中不可能成为卫星轨道的是（ B ） 2. 讨论我国第一颗人造地球卫星的发射速度，远地点及近地 点的运动速度？ 大于 7.9km/s,小于 7.9km/s，大于 7.9km/s。
