Bài 40. Các định luật Kê-ple. Chuyển động của vệ tinh

Xin kÝnh chµo Xin kÝnh chµo c¸c thÇy gi¸o, c« gi¸o c¸c thÇy gi¸o, c« gi¸o Chµo c¸c em häc sinh Chµo c¸c em häc sinh TiÕt 58 TiÕt 58 B i 40:à B i 40:à c¸c ®Þnh luËt kª-ple c¸c ®Þnh luËt kª-ple ChuyÓn ®éng cña vÖ tinh ChuyÓn ®éng cña vÖ tinh 1. Mở đầu Nội dung nghiên cứu cơ bản của thiên văn học: Vũ trụ cấu tạo như thế nào? Quy luật vận động và bản chất của các thiên thể ra sao? Có mối liên hệ gì giữa bầu trời và trái đất? Quan điểm của Ptô-lê-mê (từ năm 140 sau CN): Trái Đất là trung tâm của vũ trụ (thuyết địa tâm). Quan điểm của Cô-pec-nic (1543): Mặt Trời là trung tâm của vũ trụ (thuyết nhật tâm). 2. Các định luật kêple Định luật I: Mọi hành tinh đều chuyển động theo quỹ đạo elip mà Mặt Trời là một tiêu điểm. 16 a B¸n trôc lín F 1 F 2 O b B¸n trôc nhá M Elip lµ h×nh nh­ thÕ nµo? Tiªu ®iÓm MF 1 + MF 2 = h»ng sè = 2a 2. Các định luật kêple Định luật II: Đoạn thẳng nối Mặt Trời và một hành tinh bất kỳ quét những diện tích bằng nhau trong những khoảng thời gian như nhau. Trả lời câu hỏi C1-SGK. Trả lời: 3 diện tích gạch chéo là bằng nhau ứng với cùng một khoảng thời gian. Do đó s 1 > s 2 > s 3 Suy ra vận tốc của hành tinh trên quỹ đạo: v 1 > v 2 > v 3 16 s 1 s 3 s 2 s 1 , s 2 , s 3 : các độ dời 2. Các định luật kêple Định luật III: Tỉ số giữa lập phương bán trục lớn và bình phương chu kỳ quay là giống nhau cho mọi hành tinh quay quanh Mặt Trời. 2 3 2 2 3 2 2 1 3 1 ==== i i T a T a T a Đối với hai hành tinh bất kỳ ta có: 2 2 1 3 2 1 = T T a a 2. Các định luật kêple Chú ý: Nếu coi quỹ đạo chuyển động của mỗi hành tinh gần đúng là tròn thì a là khoảng cách từ hành tinh ta xét đến Mặt Trời (bán kính quỹ đạo) a = r Hµnh tinh chuyÓn ®éng trßn quanh mÆt trêi r 1 (1) 4 22 2 3 2 2 1 3 1 π T GM T r T r == (2) Hay 2 2 1 3 2 1       =       T T r r r 2 VD: NÕu c¸c hµnh tinh 1 vµ 2 chuyÓn ®éng trßn, ta cã: G = 6,67.10 -11 Nm 2 /kg 2 M T : khèi l­îng MÆt Trêi (kg) r 1 , r 2 : kho¶ng c¸ch tõ hµnh tinh 1, 2 ®Õn MÆt Trêi (m) 3. Bài tập vận dụng Bài 1: Theo bài ra ta có: R 1 = R 2 + R 2 = 1,52R 2 = 1,52 100 52 2 1 R R Lại có: = (1,52) 3 T 1 1,87T 2 232 2 1 2 1 2 1 = T T R R T T ( ) 3 2 1 52,1 = T T Gợi ý 1: Hãy tìm biểu thức liên hệ giữa R 1 và R 2 ? Gợi ý 2: Một năm là khoảng thời gian nào? Gợi ý 3: Dựa vào biểu thức liên hệ giữa R và T để tính. (2) 32 2 1 2 1 = r r T T [...]... đúng: A Các hành tinh quay quanh Mặt Trời theo các đường tròn mà Mặt Trời là tâm B Vectơ bán kính nối Mặt Trời đến hành tinh quay đều quanh Mặt Trời C Chuyển động của hành tinh trên quỹ đạo là đều với vận tốc không đổi D Vận tốc quét của vectơ bán kính luôn không đổi Dựa vào 3 định luật Kê-ple Gi ý A B C D Bài tập về nhà Bài tập SGK: 1, 2, 3 Tr 192 Bài tập SBT: 4(61, 62, 63, 65, 66) Xin cảm ơn các thầy... phải cấp cho 1 vệ tinh để nó thoát khỏi sức hút của Trái Đất và trở thành hành tinh nhân tạo của Mặt Trời (vII = 11,2 km/s) Tốc độ vũ trụ cấp III: là vận tốc phải cấp cho 1 vệ tinh để nó thoát ra khỏi hệ Mặt Trời (vIII = 16,7 km/s) vIII = 16,7 km/s vII = 11,2 km/s vI = 7,9 km/s Kiến thức cần nhớ Mặt Trời là trung tâm với các hành Nhắc lại kiến thức cũ Phát biểu viết biểu thức định luật vạn vật hấp dẫn Lực hấp dẫn điểm tỉ lệ thuận với tích khối lượng chúng tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách chúng m1m2 Fhd = G r Viết công thức gia tốc hướng tâm chuyển động tròn v aht = r Mà: v = ω.r Ta viết dạng: aht = r.ω 2 Bài40: CÁCĐỊNHLUẬTKEPLER CHUYỂNĐỘNGCỦAVỆTINH Mở đầu: Mặt trời mọc… hướng Đông … rồi lại lặn… hướng Tây Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level Ban đêm có … … có trăng, … Trăng tròn … … rồi lại khuyết Nhằm hướng tới giải thích các hiện tượng, nghiên cứu những thiên thểể̉ tồn tại vũ trụ (như các sao, các hành tinh, vệ tinh …) Môn thiên văn học đời Khi môn thiên văn học đời người cổ xưa quan niệm thế vũ trụ? - Từ năm 140 sau công nguyên (trong kỷ II), Ptôlêmê đề xuất thuyết Địa tâm, lưu hành rộng rãi và thống trị suốt đến năm 1543 Quan điểm ông coi Trái Đất là trung tâm vũ trụ - Mô hình vũ trụ địa tâm Ptôlêmê Thuyết nhật tâm Hải vương tinh Co-pec-nic Thiên vương tinh 1543-TĐ Thổ tinh Môc tinh nhiều hành tinh quay Hỏa tinh quanh MT Trái đất Kim tinh Thuỷ Tinh Măt trơi Đây chính mô hình Hệ Mặt Trời theo Thuyết Nhật Tâm N Côpécníc Mở đầu: - Thiên văn học ngành khoa học nghiên cứu vật thể, tượng vũ trụ - Các quan điểm : Hệ địa tâm Ptô-lê-mê( từ năm 140 SCN), hệ nhật tâm Cô-péc-nic( 1543) -Năm 1619 Kê-ple tìm ba định luật mô tả chuyển động hành tinh=> Đã đặt móng khoa học vững cho Thiên văn học SƠ LƯỢC VỀ ELIP M b F1 a: bán trục lớn O F2 a b: bán trục nhỏ F1 F2 :Hai tiêu điểm elip, chúng nằm đối xứng với hai trục lớn cho:MF1 + MF2 = 2a = hằng số 10 Bài 2: Tìm khối lượng MT Mặt trời từ kiện Trái đất: khoảng cách tới Mặt trời r = 1,5.10 11 m, chu kì quay T = 3,15.10 s Lấy G = 6,67.10 -11 2 Nm /kg Bài giải: Lực hấp dẫn Trái đất Mặt trời đóng vai trò lực hướng tâm giữ cho Trái đất chuyển động theo quỹ đạo gần tròn quanh Mặt trời F Suy ra: hd = F r T ht = ⇔ G M D r GM 4π T M hay T = M D v = M r M T Thay số, ta MT = 2.10 = 4π GT 30 r kg 16 4π D T 2 r 4.Vệ tinh nhân tạo.Tốc độ vũ trụ: Trong hệ Mặt Trời, thiên thể chuyển động xung quanh Mặt Trời gọi hành tinh; thiên thể chuyển động xung quanh hành tinh gọi vê tinh Vê tnh tư nhiên: thiên thể vốn chuyển động quanh hành tnh từ trước đên giờ, tác động người Chẳng hạn: Mặt Trăng vệ tnh tự nhiên Trái Đất 17 Vệ tinh nhân tạo: (3) (1) Trương hợp thứ (3), vật (2) không rơi trở lại, mà chuyển động xung quanh Trái Đất Khi gọi vệ tinh nhân tạo Trái Đất 18 19 Các loại vệ tnh: Vệ tnh vũ trụ, Vệ tnh thông tn, Vệ tnh quan sát Trái Đất , Vệ tnh hoa têu , Vệ tnh trinh sát , Vệ tnh lượng Mặt trời , Vệ tnh thời têt , Vệ tnh sinh học… 20 Tốc độ vũ trụ cấp I: Giả sử vệ tnh chuyển động quỷ đạo tròn gần Trái Đất Khối lượng vệ tnh m, Trái Đất M Áp dụng định luật Ⅱ Newton ta có: Fht= m.aht => Mm mv G = RTĐ RTĐ GM v= = 7,9km / s RTĐ Nếu v = vI = 7,9 km/s: vận tốc vũ trụ cấp I → Quỹ đạo tròn Nêu vật nem với vận tốc v cho: 7,9(km/s)