新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行3萬有引力理論的成就課件新人教版必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行3．萬有引力理論的成就目標(biāo)體系構(gòu)建【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。2．理解“稱量地球質(zhì)量”的基本思路，了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用。3．理解運(yùn)用萬有引力定律處理天體運(yùn)動(dòng)問題的思路和方法?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋

知識(shí)點(diǎn)1“稱量”地球的質(zhì)量地球?qū)ξ矬w的引力

重力加速度

半徑

知識(shí)點(diǎn)2計(jì)算天體的質(zhì)量行星與太陽

間的萬有引力

1．海王星的發(fā)現(xiàn)英國劍橋大學(xué)的學(xué)生__________和法國年輕的天文學(xué)家__________根據(jù)天王星的觀測資料，各自獨(dú)立地利用萬有引力定律計(jì)算出這顆“新”行星的軌道。1846年9月23日晚，德國的________在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星——海王星。亞當(dāng)斯

知識(shí)點(diǎn)3發(fā)現(xiàn)未知天體及預(yù)言哈雷彗星回歸勒維耶

伽勒

2．其他天體的發(fā)現(xiàn)近100年來，人們在海王星的軌道之外又發(fā)現(xiàn)了__________、鬩神星等幾個(gè)較大的天體。3．預(yù)言哈雷彗星回歸英國天文學(xué)家哈雷依據(jù)________________，計(jì)算了三顆彗星的軌道，并大膽預(yù)言這三次出現(xiàn)的彗星是同一顆星，周期約為______年。冥王星

萬有引力定律

76

思考辨析『判一判』(1)地球表面的物體的重力一定等于地球?qū)λ娜f有引力。 (

)(2)若知道某行星的自轉(zhuǎn)周期和行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，則可以求出太陽的質(zhì)量。 (

)(3)已知地球繞太陽轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和軌道半徑，可以求出地球的質(zhì)量。 (

)×

×

×

(4)冥王星被稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”。 (

)(5)海王星的發(fā)現(xiàn)表明了萬有引力理論在太陽系內(nèi)的正確性。

(

)(6)海王星的發(fā)現(xiàn)和彗星的“按時(shí)回歸”確立了萬有引力定律的地位。 (

)×

√

√

『選一選』土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖)，每16天繞土星一周，其公轉(zhuǎn)軌道半徑約為1.2×106km，已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，則土星的質(zhì)量約為

(

)A．5×1017kg

B．5×1026kgC．7×1033kg

D．4×1036kgB

『想一想』為什么說卡文迪什是“稱量地球重量的人”？課內(nèi)互動(dòng)探究探究

(1)假設(shè)地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果知道引力常量G、地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r，可以計(jì)算出地球的質(zhì)量嗎？(2)如果要估算出太陽的密度，應(yīng)該知道哪些條件？天體質(zhì)量和密度的計(jì)算情景導(dǎo)入提示：(1)不可以。(2)引力常量G、太陽半徑R、地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r。要點(diǎn)提煉(1)利用萬有引力提供向心力的方法只能求出中心天體的質(zhì)量，而不能求出做圓周運(yùn)動(dòng)的行星或衛(wèi)星的質(zhì)量。(2)要注意R、r的區(qū)分。R指中心天體的半徑，r指行星或衛(wèi)星的軌道半徑。特別提醒

(多選)若宇航員在月球表面附近自高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個(gè)小球，測出小球的水平射程為L。已知月球半徑為R，引力常量為G。則下列說法正確的是 (

)典題1典例剖析AB

1．如圖所示為中國月球探測工程的標(biāo)志，它以中國書法的筆觸，勾勒出一輪明月和一雙踏在其上的腳印，象征著月球探測的終極夢想。若宇宙飛船在月球表面繞月飛行的周期為T，月球的半徑為R，引力常量為G，若飛船只受月球引力的作用，利用上述數(shù)據(jù)不能算出 (

)A．飛船的質(zhì)量

B．月球的質(zhì)量C．月球的密度

D．飛船的向心加速度對點(diǎn)訓(xùn)練A

探究

如圖所示，太陽系的行星在圍繞太陽運(yùn)動(dòng)。(1)地球、火星等行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)遵守什么規(guī)律？(2)如何比較地球、火星等行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)的線速度、角速度、周期及向心加速度等各量的大小關(guān)系？應(yīng)用萬有引力定律分析計(jì)算天體運(yùn)動(dòng)的問題情景導(dǎo)入要點(diǎn)提煉由以上關(guān)系式可知：①衛(wèi)星的軌道半徑r確定后，其相對應(yīng)的線速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，即同一軌道上的不同衛(wèi)星具有相同的周期、線速度大小、角速度和向心加速度大小。②衛(wèi)星的軌道半徑r越大，v、ω、an越小，T越大，即越遠(yuǎn)越慢。應(yīng)用萬有引力定律求解時(shí)還要注意挖掘題目中的隱含條件，如地球公轉(zhuǎn)一周時(shí)間是365天，自轉(zhuǎn)一周是24小時(shí)，其表面的重力加速度約為9.8m/s2等。特別提醒典題2典例剖析B

思路引導(dǎo)：根據(jù)解決天體運(yùn)動(dòng)的兩條思路求解。2．(2019·全國卷Ⅲ)金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火，它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火。已知它們的軌道半徑R金＜R地＜R火，由此可以判定 (

)A．a(chǎn)金＞a地＞a火 B．a(chǎn)火＞a地＞a金C．v地＞v火＞v金 D．v火＞v地＞v金對點(diǎn)訓(xùn)練A

易錯(cuò)辨析警示案例課堂達(dá)標(biāo)檢測D

2．(2021·江蘇淮安市高一月考)利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是 (

)A．地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))B．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期C．月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離D．地球繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的