高中物理－万有引力定律在天文学上的应用、人造卫星 宇宙速度习题课.ppt

高中物理第七章人造卫星与航天复****课一、天体质量和密度的计算天体质量的基本思路: 可将天体的运行轨道视为圆形轨道,是以万有引力作向心力,维持它作匀速圆周运动。应用的基本公式为: 其中的 r为m绕M运行的轨道半径, T为运行周期万有引力定律的应用万有引力定律的应用宇宙速度和人造卫星宇宙速度和人造卫星 rT 4mrm r GMm 2 2 2 2????一、天体质量和密度的计算天体质量: 2 32 GT r4M ??3 R4V 3??天体密度: 若m绕M表面运行则有 R=r ,此时若己知运行周期和运行轨道半径(两天体间距),便可求出环绕中心天体的质量。若再知该天体的半径,则可求其密度。 32 3R GT r3??? 2 GT 3???一、天体质量和密度的计算例1: 己知:地球绕太阳运行周期为 365 天= x10 7s, 地球与太阳间距为 ×10 11m。求:太阳质量 M为多少? rT 4m r Mm G 2 2 2?? 27 11 3 11 2 2 32) 10 16 .3( 10 67 .6 ) 10 50 .1( 14 .34 GT r4M?????????? M = ×10 30 kg 一、天体质量和密度的计算例2: 中子星是恒星演化过程的一种可能结果。它的密度很大。现有一中子星,观测到它的自转周期为 1/30 s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定,不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常数 G= ×10 -11 Nm 2 /kg 2) 一、天体质量和密度的计算例2: 根据分析可知,万有引力做向心力: 解析: RT 4m R Mm GF 2 2 2???可得: 2 2 34 GMT R??由密度公式可知: 32R3 4 M???解得结果: 3 14m/ kg 10 27 .1???二、发现未知天体 1846 年9月23日德国的加勒发现第八颗行星——海王星。 1930 年3月14日发现太阳系第九颗行星——冥王星三、人造卫星和宇宙速度 1、人造卫星的原理及轨道平面特点: (1 )人造卫星原理:如图所示三、人造卫星和宇宙速度 1、人造卫星的原理及轨道平面特点: (2) 轨道特点: 圆轨道、圆心均在地心