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万有引力定律的应用知识精讲 鲁教版

东平县教育局 2007-03-07 大小:243.98
评分: 4.2

资源介绍

万有引力定律的应用知识精讲 鲁教版一. 本周教学内容: §5.2 万有引力定律的应用二. 知识重点:1、掌握第一宇宙速度的推导,知道第二,第三宇宙速度的大小。2、掌握卫星的环绕速度,角速度,周期的关系式。3、了解预测未知天体的科学方法。三. 知识难点:1、利用万有引力推导第一宇宙速度。2、熟练掌握卫星的线速度,角速度,周期的推导和应用3。(一)人造卫星上天思考题:(1)为什么宇宙飞船能登上月亮?(2)为什么飞船能象月亮一样围绕地球旋转?(3)飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚去探知其它星球?1、牛顿对卫星上天的思考:由一个苹果落地引发的:为什么苹果不飞向天空却直落地面?地心引力和月球运动有什么关系?为什么苹果会落地而月球却一直在绕地球旋转? 牛顿最重要的科学贡献是在力学方面,发表了名著《自然哲学数学原理》。他在书中全面地论述了物体运动理论和物体在万有引力作用下的运动规律。说明了行星在向心力的作用下为什么保持轨道运行,并比较了抛体运动和星球运动。 牛顿在一封给胡克的信中写道:“如果我看得更远那是因为站在巨人的肩上。”他这里所谓的巨人指的是伽利略和笛卡儿,当然不言而喻也包括了他多次提到的开普勒和哥白尼。其实,他完成的综合工作是基于从中世纪以来世世代代从事科学研究的前人的累累硕果。2、火箭与卫星发射思考题:怎样能够使人造卫星和飞船获得这样大的初速度呢? 俄国科学家康斯坦丁•齐奥尔科夫斯基(К.З.Циолковский)(1857-1935)是举世闻名的科学家、科幻作家,被誉为“航天之父”。1903年,他推导出了著名的齐奥尔科夫斯基火箭公式,多级火箭可以达到这样大的速度3、宇宙速度:(1)卫星速度的公式推导: 当卫星的速度达到一定程度时,就可以围绕地球转动。此时万有引力提供向心力,下面的推导代数式中m1代表地球的质量,m2代表卫星的质量:F= =    消去m2和一个r,推出   = (2)宇宙三速度:  第一宇宙速度(环绕速度):7.9km/s (在地面附近做匀速圆周运动所需要的最小的速度。近地轨道运行时大于7.9km/s,小于11.2km/s。第二宇宙速度(脱离速度):11.2km/s (卫星速度大于等于11.2km/s,而又小于16.7km/s时,围绕太阳旋转的速度)第三宇宙速度(逃逸速度):16.7km/s (卫星速度大于等于16.7km/s时,就会脱离太阳的吸引,跑到太阳系以外的宇宙空间。(3)环绕天体的绕行速度,角速度、周期与半径的关系: ①由 得 ∴r越大,v越小②由 得 ∴r越大, 越小③由 得 ∴r越大,T越大.........

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