(人教版)物理必修二課件：6.4萬(wàn)有引力理論的成就

1、物理物理必修必修2 2（人教版）（人教版）宜豐中學(xué)黃清華第六章萬(wàn)有引力與航天第六章萬(wàn)有引力與航天第四節(jié)萬(wàn)有引力理論的成就第四節(jié)萬(wàn)有引力理論的成就 欄目鏈接欄目鏈接情情 景景切切 入入阿基米德曾說(shuō)過(guò)一句話：阿基米德曾說(shuō)過(guò)一句話：“假如給我一個(gè)杠桿假如給我一個(gè)杠桿，一一個(gè)支點(diǎn)個(gè)支點(diǎn)，我就能撬動(dòng)地球我就能撬動(dòng)地球”他想他想，地球的質(zhì)量可以通地球的質(zhì)量可以通過(guò)計(jì)算這個(gè)杠桿的動(dòng)力臂與阻力臂的比來(lái)得出過(guò)計(jì)算這個(gè)杠桿的動(dòng)力臂與阻力臂的比來(lái)得出，相信很相信很多人都有同樣的想法這當(dāng)然不能夠?qū)崿F(xiàn)多人都有同樣的想法這當(dāng)然不能夠?qū)崿F(xiàn)，但現(xiàn)在我們但現(xiàn)在我們可以用可以用“萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律”這個(gè)法寶來(lái)這個(gè)法寶來(lái)“測(cè)

2、測(cè)”地球和太陽(yáng)地球和太陽(yáng)的質(zhì)量的質(zhì)量 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接課課 標(biāo)標(biāo)點(diǎn)點(diǎn) 擊擊 欄目鏈接欄目鏈接1了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用2會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量會(huì)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量3理解并運(yùn)用萬(wàn)有引力定律處理天體問(wèn)題的思理解并運(yùn)用萬(wàn)有引力定律處理天體問(wèn)題的思路、方法路、方法 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接課課 前前導(dǎo)導(dǎo) 讀讀 欄目鏈接欄目鏈接一、計(jì)算中心天體的質(zhì)量和密度一、計(jì)算中心天體的質(zhì)量和密度萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力課課 前前導(dǎo)導(dǎo) 讀讀 欄目鏈接欄目鏈接課課 前前導(dǎo)導(dǎo) 讀讀 欄目鏈接欄目鏈接課課 前前導(dǎo)導(dǎo) 讀讀 欄目鏈接欄目鏈接

3、二、發(fā)現(xiàn)未知天體二、發(fā)現(xiàn)未知天體1海王星的發(fā)現(xiàn)過(guò)程海王星的發(fā)現(xiàn)過(guò)程18世紀(jì)，人們觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，世紀(jì)，人們觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，1781年發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系年發(fā)現(xiàn)的太陽(yáng)系的第七顆行星的第七顆行星天王星的運(yùn)動(dòng)軌道與根據(jù)天王星的運(yùn)動(dòng)軌道與根據(jù)_計(jì)算出來(lái)的軌道總有一些偏差計(jì)算出來(lái)的軌道總有一些偏差英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生_和法國(guó)年輕的天和法國(guó)年輕的天文學(xué)家文學(xué)家_根據(jù)天王星的觀測(cè)資料，各自獨(dú)立地根據(jù)天王星的觀測(cè)資料，各自獨(dú)立地利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出這顆行星的軌道利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出這顆行星的軌道萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律亞當(dāng)斯亞當(dāng)斯勒維耶勒維耶課課 前前導(dǎo)導(dǎo) 讀讀 欄目鏈接欄目鏈接1846年年9月月23日晚，德

4、國(guó)的日晚，德國(guó)的_在勒維耶預(yù)在勒維耶預(yù)言的附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星，人們稱其為言的附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星，人們稱其為“筆尖下發(fā)現(xiàn)筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星的行星”后來(lái)，這顆行星命名為海王星后來(lái)，這顆行星命名為海王星2哈雷彗星的哈雷彗星的“按時(shí)回歸按時(shí)回歸”1705年，英國(guó)天文學(xué)家年，英國(guó)天文學(xué)家_根據(jù)萬(wàn)有引力根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算了一顆著名彗星的軌道并正確預(yù)言了它的回定律計(jì)算了一顆著名彗星的軌道并正確預(yù)言了它的回歸，這就是哈雷彗星歸，這就是哈雷彗星伽勒伽勒哈雷哈雷 欄目鏈接欄目鏈接問(wèn)問(wèn) 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接問(wèn)題怎樣計(jì)算天體的質(zhì)量和密度？問(wèn)題怎樣計(jì)算天體的質(zhì)量和密度？一、天體的質(zhì)量一、天體的質(zhì)量求天體質(zhì)量

5、的方法主要有兩大類，一類是利用此天求天體質(zhì)量的方法主要有兩大類，一類是利用此天體的一個(gè)衛(wèi)星體的一個(gè)衛(wèi)星(或行星或行星)繞它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)規(guī)律來(lái)繞它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)規(guī)律來(lái)求，另一類是利用天體表面處的重力加速度來(lái)求求，另一類是利用天體表面處的重力加速度來(lái)求1已知某星體繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，利用萬(wàn)有已知某星體繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，利用萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力列出相關(guān)方程即可求出中心天體的質(zhì)引力充當(dāng)向心力列出相關(guān)方程即可求出中心天體的質(zhì)量一般有以下三種形式：量一般有以下三種形式：?jiǎn)枂?wèn) 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接問(wèn)問(wèn) 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接問(wèn)問(wèn) 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接問(wèn)問(wèn)

6、題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接名師提示名師提示：(1)利用上述方法求天體的質(zhì)量時(shí)利用上述方法求天體的質(zhì)量時(shí)，只只能求出中心天體的質(zhì)量而不能求出環(huán)繞天體的質(zhì)量能求出中心天體的質(zhì)量而不能求出環(huán)繞天體的質(zhì)量(2)在估算天體質(zhì)量時(shí)在估算天體質(zhì)量時(shí)，地球的公轉(zhuǎn)周期、地球的地球的公轉(zhuǎn)周期、地球的自轉(zhuǎn)周期、月球繞地球的運(yùn)動(dòng)周期及地球同步衛(wèi)星的自轉(zhuǎn)周期、月球繞地球的運(yùn)動(dòng)周期及地球同步衛(wèi)星的周期等屬于常識(shí)性知識(shí)周期等屬于常識(shí)性知識(shí)，可作為已知條件使用可作為已知條件使用問(wèn)問(wèn) 題題探探 究究 欄目鏈接欄目鏈接u嘗試應(yīng)用嘗試應(yīng)用已知引力常量已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離、月球中心到地球中心的距離R和和月球

7、繞地球運(yùn)行的周期月球繞地球運(yùn)行的周期T，僅利用這三個(gè)數(shù)據(jù)，可以估，僅利用這三個(gè)數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有算出的物理量有()A月球的質(zhì)量月球的質(zhì)量 B地球的質(zhì)量地球的質(zhì)量C地球的半徑地球的半徑 D地球的密度地球的密度B答案：答案： 欄目鏈接欄目鏈接知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑題型題型1 1 測(cè)定天體質(zhì)量的方法測(cè)定天體質(zhì)量的方法 欄目鏈接欄目鏈接知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑解析：解析： 欄目鏈接欄目鏈接知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接答案：答案：D6.021024 kg即地球質(zhì)量的數(shù)量級(jí)別是即地球質(zhì)量的數(shù)量級(jí)別是1024 kg.知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑u變式應(yīng)用變式應(yīng)用 欄目鏈接欄目鏈接答案：答案：B知知 識(shí)識(shí)

8、解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接題型題型2 2 測(cè)定天體的密度測(cè)定天體的密度知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑解析：解析： 欄目鏈接欄目鏈接答案：答案：A知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑u變式應(yīng)用變式應(yīng)用 欄目鏈接欄目鏈接答案：答案：2假設(shè)在半徑為假設(shè)在半徑為R的某天體上發(fā)射一顆該天體的的某天體上發(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(yùn)動(dòng)的運(yùn)行周衛(wèi)星，若它貼近該天體的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行周期為期為T1，已知引力常量為，已知引力常量為G，則該天體的密度為，則該天體的密度為_若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h，測(cè)得，測(cè)得在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2，則該天體

9、的密度又可表，則該天體的密度又可表示為示為_知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接題型題型3 3 行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的分析例例3行星質(zhì)量分別為行星質(zhì)量分別為m1和和m2，繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道，繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑分別是半徑分別是r1和和r2，求：，求：(1)它們與太陽(yáng)間的萬(wàn)有引力之比；它們與太陽(yáng)間的萬(wàn)有引力之比；(2)它們的公轉(zhuǎn)周期之比它們的公轉(zhuǎn)周期之比知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑解析：解析： 欄目鏈接欄目鏈接知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接答案：答案：知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑 欄目鏈接欄目鏈接名師歸納名師歸納：在中學(xué)物理中解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題在中學(xué)物理中解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，通常把天體運(yùn)動(dòng)看作勻速

10、圓周運(yùn)動(dòng)通常把天體運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，天體運(yùn)動(dòng)的向天體運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供心力由萬(wàn)有引力提供，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力根據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力的有關(guān)公式列出方程的有關(guān)公式列出方程，即可求解即可求解知知 識(shí)識(shí)解解 惑惑u變式應(yīng)用變式應(yīng)用 欄目鏈接欄目鏈接如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽(yáng)的引力，并繞太陽(yáng)帶假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽(yáng)的引力，并繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)下列說(shuō)法正確的是()A太陽(yáng)對(duì)各小行星的引力相同太陽(yáng)對(duì)各小行星的引力相同B各小行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期均小于一年各小行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周