高中物理-萬有引力理論的成就教學(xué)課件設(shè)計(jì)

第六章——萬有引力與航天第4講萬有引力理論的成就目標(biāo)定位1.了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用.2.會(huì)用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量，了解“稱量地球質(zhì)量”“計(jì)算太陽質(zhì)量”的基本思路.3.掌握運(yùn)用萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)分析天體運(yùn)動(dòng)問題的思路.預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)梳理·識(shí)記·點(diǎn)撥一、“科學(xué)真是迷人”重力與萬有引力：若不考慮地球的自轉(zhuǎn)，地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力

地球?qū)ξ矬w的萬有引力，即mg＝

，所以地球質(zhì)量：M＝

.等于二、計(jì)算天體的質(zhì)量2.觀測(cè)行星的運(yùn)動(dòng)，可以計(jì)算

的質(zhì)量；觀測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，可以計(jì)算

的質(zhì)量.萬有引力行星太陽三、發(fā)現(xiàn)未知天體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(cè)資料，利用萬有引力定律計(jì)算出天王星外“新”行星的軌道.1846年9月23日，德國的

在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星——

.2.海王星的發(fā)現(xiàn)和

的“按時(shí)回歸”確立了萬有引力定律的地位，也成為科學(xué)史上的美談.哈雷彗星亞當(dāng)斯勒維耶伽勒海王星課堂講義理解·深化·探究一、天體的質(zhì)量和密度的計(jì)算1.天體質(zhì)量的計(jì)算(2)“借助外援法”(1)“自力更生法”2.天體密度的計(jì)算例1在萬有引力常量G已知的情況下，再知道下列哪些數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球質(zhì)量(

)A.地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期及地球離太陽的距離B.人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的角速度和運(yùn)行周期C.月球繞地球運(yùn)行的周期及地球半徑D.若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球半徑和地球表面的重力

加速度例2地球表面的平均重力加速度為g，地球半徑為R，引力常量為G，可估算地球的平均密度為(

)A二、天體運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算1.基本思路：一般行星或衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)可看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所需向心力由中心天體對(duì)它的萬有引力提供.2.常用關(guān)系3.四個(gè)重要結(jié)論：設(shè)質(zhì)量為m的天體繞另一質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng).以上結(jié)論可總結(jié)為“一定四定，越遠(yuǎn)越慢”.例3如圖1所示，a、b、c是地球大氣層外圈圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星，a和b質(zhì)量相等，且小于c的質(zhì)量，則(

)圖1A.b所需向心力最小B.b、c的周期相同且大于a的周期C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D.b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度ABD例4地球的兩顆人造衛(wèi)星質(zhì)量之比m1∶m2＝1∶2，軌道半徑之比r1∶r2＝1∶2.求：(2)角速度之比；(3)運(yùn)行周期之比；(4)向心力大小之比.(1)線速度大小之比；對(duì)點(diǎn)練習(xí)鞏固·應(yīng)用·反饋天體的質(zhì)量和密度的計(jì)算1.一艘宇宙飛船繞一個(gè)不知名的行星表面飛行，要測(cè)定該行星的密度，僅僅需要(

)A.測(cè)定飛船的運(yùn)行周期 B.測(cè)定飛船的環(huán)繞半徑C.測(cè)定行星的體積 D.測(cè)定飛船的運(yùn)行速度A2.假設(shè)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(yùn)動(dòng)的運(yùn)行周期為T1，已知引力常量為G，則該天體的密度為________.若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h，測(cè)得在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2，則該天體的密度又可表示為________.天體運(yùn)動(dòng)的分析與計(jì)算3.如圖2所示，飛船從軌道1變軌至軌道2.若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道1上，飛船在軌道2上的(

)A.線速度大 B.向心加速度大C.運(yùn)行周期長D.角速度小圖24.(2015·福建理綜