万有引力复习PPT教学课件

说明:判断是否作简谐振动的依据是
F kx
简谐运动中位移、加速度、速度、动 量、动能、势能的变化规律
平衡位置:振动物体能够静止时的位置。
（1）振动中的位移x都是以平衡位置为起点的， 因此，方向就是从平衡位置指向末位置的方向， 大小就是这两位置间的距离，两个“端点”位 移最大，在平衡位置位移为零。
思考:怎样才能描绘位 移随时间变化图线?
A.
a1 a2
R2 r2
B.
a1 r a2 R
(B D )
C.
v1 v2
R2 r2
D.
v1 R v2 r
3、火星的半径约为地球半径的一半，质量约为地球质
量的1/9，那么 A. 火星的密度是地球的8/9
(A 、B、C、D )
B. 火星表面的重力加速度是地球表面的4/9
C. 火星上的第一宇宙速度是地球上的√2/3
思考与讨论
3、做简谐运动的物体，当位移为负值时，以下 说法正确的是（ ） A、速度一定为正值，加速度一定为正值。 B、速度不一定为正值，但加速度一定为正值。 CB、速度一定为负值，加速度一定为正值。 D、速度不一定为负值，加速度一定为负值。
思考与讨论
4．做简谐振动的弹簧振子受到的回复力与 位移的关系可用图中哪个图正确表示出来？ （ ）C
度为g,地球的自转周期为T）
s 4 2
R h3
T
g
11、一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半 径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运 转周期是：（C）
A. 4年 B. 6年 C. 8年 D. 9年
12、已知一颗近地卫星的周期约为5100s，今 要发射一颗同步卫星，它离地面高度约为地球 半径的多少倍？
位移随时间变化 关系图是正弦或 余弦曲线.
简谐运动中位移、加速度、速度、动 量、动能、势能的变化规律
（2）加速度a在两个“端点”最大，在 平衡位置为零，方向总指向平衡位置。
a=-kx/m
（3）速度大小v与加速度a的变化恰好 相反，在两个“端点”为零，在平衡位 置最大，除两个“端点”外任何一个位 置的速度方向都有两种可能。
大小___加速度方向___大小___.
f、d点的位移____回复力____
加速度___速度______.
g、势能最大的点有_________.
动能最大的点有_________.
h、t=2.5s时，振子的位移方向____.
速度方向___加速度方向______.
三、描述简谐运动特征的物理量
1、全振动：振动物体往返一次（以后完全重 复原来的运动）的运动，叫做一次全振动。
2、振幅（A）：振动物体离开平衡位置的最大 距离，叫做振幅，用A表示，单位为长度单位 单位，在国际单位制中为米（m） ，振幅是描 述振动强弱的物理量，振幅大表示振动强，振 幅小表示振动弱。振幅的大小反映了振动系统 能量的大小。
三、描述简谐运动特征的物理量
3、周期：做简谐运动的物体完成一次全振动 所需要的时间，叫做振动的周期用T表示，单 位为时间单位，在国际单位制中为秒（s）。
4
2g .
R
C. 卫星的周期为 2 2R .
g
D. 卫星的线速度大小为 1 2Rg .
2
例：登月飞行器关闭发动机后在离月球表面 112km的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期是 120.5min，已知月球半径是1740km，根据这些 数据计算月球的平均密度。
（G＝6.67*10－11N*m2/kg2）
思考与讨论
s/cm
2a
e
bd 0 1 2 34
-2
c
5、根据振子的运动图象回答：a、
图中各点表示平衡位置的有___
b、开始振动时，振子的所处的位
置是_____(平衡位置，最大位移）
c、振子的周期，频率是________.
d、振子的振幅是____振子在6秒内
f 5
et、/通sc过点的的路位程移_________回. 复力方向____
简谐运动的特点：
1、简谐振动是最简单、最基本的运动，简谐 振动是理想化的振动。
2、回复力与位移成正比而方向相反，总是指 向平衡位置。
3、简谐运动是一种理想化的运动，振动过程 中无阻力，所以振动系统机械能守恒。
4、简谐运动是一种非匀变速运动。 5、位移随时间变化关系图是正弦或余弦曲线.
Байду номын сангаас结
机 1、定义
M=4π2（R+h）3/GT2
V=4πR3/3
ρ=M/V =3π（R+h）3/GT2R3 =3.26*103kg/m3
例：在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量为m的砝码 重力为F，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测 得其环绕周期是T。据此求该星球的质量。
F=GMm/R2=mR(2π/T)2，M=F3T4/16Gπ4
胡克定律
在弹簧发生弹性形变时，弹簧振
子的回复力F与振子偏离平衡位置 的位移x大小成正比，且方向总是
相反，即：
F kx
这个关系在物理学中叫做胡克定律
式中k是弹簧的劲度系数。负号 表示回复力的方向跟振子离开平 衡位置的位移方向相反。
定义:物体在跟位移大小成正比， 并且总是指向平衡位置的力作用 下的振动，叫做简谐运动。
振动周期是描述振动快慢的物理量，周期越 长表示振动越慢，周期越小表示振动越快。
4、频率：单位时间内完成全振动的次数，叫 做振动的频率。用f表示，在国际单位制中， 频率的单位是赫兹（Hz），
频率是表示振动快慢的物理量，频率越大表示 振动越快，频率越小表示振动越慢。
几点注意事项
1、振幅是一个标量，是指物体偏离平衡位 置的最大距离。它没有负值，也无方向， 所以振幅不同于最大位移。
看到日落日出的次数是
A、0·38 B、1
C、2·7
D、16
看到的日落日出的次数为24×60/90=16
10、侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它
的运行轨道距离地面高度为h，要使卫星在一天内将地
面上赤道各处的日照条件下的情况全部拍下来，卫星在
通过赤道上空时，卫星上的摄像机应拍摄地面上赤道圆
周的弧长是多少?（设地球半径为R,地面处的重力加速
A.①②
B.②④
C.①④
D.②③
实际情况，当把月球上的矿藏运到地球上时，月球不 可能在原轨道上运动，结果是靠近地球还是远离地球？
远离，从质心的角度考虑
例：已知地球半径为R，地面重力加速度为g，
一颗离地面高度为R的人造地球卫星绕地球作
匀速圆周运动，则： D
A. 卫星的加速度大小为 1 g.
2
B.
卫星的角速度为 1
（1）每当物体离开平衡位置就会受到 回复力的作用。
（2）阻力足够小。
二、简谐运动
振子以O点为中心在水平杆方向 做往复运动。振子由B点开始运动， 经过O点运动到C点，由C 点再经 过O 点回到B点，且OC等于OB, 此 后振子不停地重复这种往复运动。 以上装置称为弹簧振子。
弹簧振子
定义：指理想化处理后的弹簧与小球组 成的系统。
h R T T0
T0
7、两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力
作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。
现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的
总质量。
4 2 R 3
GT 2
8、由地面发射一颗人造卫星绕地球作匀速园周运 动，轨道半径为r，卫星动能为Ek。如果发射的这 颗卫星匀速园周运动的半径是2r，则下列说法中正 确的是
方向 大小
速度（V） 方向
大小
动能大小
势能大小
B’
O
B
变化过程
B O O B’ B’ O
向右 向左 向左 减小 增大 减小
向左 向右 向右 减小 增大 减小 向左 向左 向右 增大 减小 增大 增大 减小 增大 减小 增大 减小
OB
向右 增大 向左 增大 向右 减小 减小 增大
C
O
B
例1、图所示为一弹簧振子，O为平衡 位置，设向右为正方向，振子在B、C 之间振动时（C ） A．B至O位移为负、速度为正 B．O至C位移为正、加速度为负 C．C至O位移为负、加速度为正 D．O至B位移为负、速度为负
1、有人根据公式V=rω说：人造地球卫星的轨道半径 增大到2倍，卫星的速度也应增加到2倍。但实际上卫 星的轨道半径增大时，卫星的速度是减小的。是公式 错了,还是公式用错了？
2、同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度 为a1，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2， 第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则
注意：动量的变化与速度的变化规律是一样的
能量随空间变化 能量随时间变化
E
x
E
E
E p Ek
A
Ep
xA
X
E p Ek t
简谐运动中位移、加速度、速度、动量、 动能、势能的变化规律
（5）能量变化：机械能守恒，动能和 势能是互余的。
（6）在简谐运动中，完成P6的表格
物理量
位移（X）
方向 大小
回复力（F） 加速度（a）
(C)
D. 挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙中
5、一宇航员在某一行星的极地着陆时，发现自己在 当地的重力是在地球上重力的0.01倍，进一步研究还 发现，该行星一昼夜的时间与地球相同，而且物体在 其赤道上完全失去了重力，试计算这一行星的半径R 。
1.9×107m
6、有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球 的高度，已知该单摆在海平面处的周期是T0。 当气球停在某一高度时，测得该单摆周期为T。求该 气球此时离海平面的高度h。（把地球看做质量均匀 分布的半径为R的球体）
R3/T2=K h≈5R