物理（人教版必修2）課件第6章第4節(jié)萬有引力理論的成就

第六章萬有引力與航天第4節(jié)萬有引力理論的成就學習目標重點難點1.會用萬有引力定律求中心天體的質量．2．掌握解決天體運動問題的兩條思路．3．了解萬有引力定律在天文學上的重要應用.1.理解“稱量地球質量”“計算太陽質量”的思路是本節(jié)的重點．2．掌握天體運動的動力學規(guī)律是本節(jié)又一重點．3．運用萬有引力定律和圓周運動的知識分析天體運動問題是本節(jié)的難點.一、“科學真是迷人”閱讀教材“科學真迷人”部分，回答下列問題．1．要想測量物體的質量，你能說出幾種方法？提示：可直接測量，也可間接測量．重力萬有引力3．如圖所示是卡文迪許測量引力常量的示意圖．卡文迪許在實驗室里測量幾個鉛球之間的作用力，測出了引力常量G的值，從而“稱量”出了地球的質量．試根據以上情景分析討論以下問題：(1)卡文迪許測出G后，他是怎樣“稱量”地球的質量的呢？(2)已知地面附近的重力加速度g＝9.8m/s2，地球半徑R＝6.4×106m，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，試估算地球的質量．4．思考：地面上物體的重力與地球對物體的萬有引力有什么關系？如圖所示，人站在地球的不同位置，比如赤道、兩極或者其他位置．(1)人站在地球的不同位置，受到的萬有引力大小一樣嗎？提示：計算地球對其表面附近物體的引力時，地球可近似看作球體，故可以為同一個人站在地球的不同位置時受到的萬有引力大小一樣．二、計算天體的質量1．剛剛我們用了如此精妙的方法，稱出了地球的質量．太陽的質量更大，要想測量太陽的質量，用剛才的方法可以嗎？若已知某行星繞太陽運轉的軌道半徑r和周期T怎樣測出太陽的質量？2．歸納：應用萬有引力定律求解天體質量的基本思路．(1)把天體的運動看作__________圓周運動．(2)萬有引力充當__________力．勻速

向心

3．思考：(1)教材圖6.41中，測木星的質量，需要知道衛(wèi)星的質量嗎？(2)月球圍繞地球做勻速圓周運動，能否求出月球的質量？怎樣才能求出月球的質量？提示：不能．可找一個圍繞月球運轉的衛(wèi)星，測出其軌道半徑和運行周期即可求出月球的質量．三、發(fā)現未知天體1．已發(fā)現天體的軌道推算18世紀，人們觀測到太陽系第七個行星——天王星的軌道和用________________計算出來的軌道有一些偏差．2．未知天體的發(fā)現根據已發(fā)現的天體的運行軌道結合萬有引力定律推算出未知天體的________，如海王星、冥王星就是這樣發(fā)現的．萬有引力定律

軌道

2．在離地球表面一定高度處，萬有引力與重力有何關系？提示：相等．

設地球表面重力加速度為g0，物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處，由于地球的作用而產生的加速度為g，則g/g0為(

)A．1

B．1/9C．1/4 D．1/16

答案：D答案：BD探究二天體質量和密度的計算1．利用萬有引力定律求天體質量的基本思路是什么？提示：把天體的運動看作勻速圓周運動，萬有引力充當向心力．2．寫出利用萬有引力定律求天體質量的基本公式？

假設在半徑為R的某天體上發(fā)射一顆該天體的衛(wèi)星，若它貼近該天體的表面做勻速圓周運動的周期為T1，已知引力常量為G，則該天體的密度是多少？若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h，測得在該處做圓周運動的周期為T2，則該天體的密度又是多少？【題后總結】求天體的密度，關鍵在于求天體的質量，而求天體質量時主要利用萬有引力定律處理天體運動的兩條思路，同時要注意對題目隱含條件的挖掘，如繞星體表面運行時有r＝R星以及地球的公轉周期、自轉周期，月球的周期等．2．(2016·海南卷)(多選)通過觀測冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質量．假設衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運動，除了引力常量外，至少還需要兩個物理量才能計算出冥王星的質量．這兩個物理量可以是(

)