四节万有引力理论成就ppt课件

1、第四节万有引力实际的成就第四节万有引力实际的成就课标定位课标定位学习目的：学习目的：1.了解重力等于万有引力的条了解重力等于万有引力的条件件2会用万有引力定律求中心天体的质量会用万有引力定律求中心天体的质量3了解万有引力定律在天文学上的重要运了解万有引力定律在天文学上的重要运用用重点难点：重点难点：1.利用万有引力定律对天体进展利用万有引力定律对天体进展有关计算有关计算2万有引力定律与牛顿第二定律综合处理万有引力定律与牛顿第二定律综合处理圆周运动问题圆周运动问题中心要点突破中心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第四节第四节课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案引

2、力引力匀速圆周匀速圆周万有引力万有引力三、发现未知天体三、发现未知天体118世纪，人们观测到太阳系第七个行星世纪，人们观测到太阳系第七个行星天王星的轨道和用万有引力定律计算出天王星的轨道和用万有引力定律计算出来的轨道有一些偏向来的轨道有一些偏向2根据已发现的天体的运转轨道结合万有根据已发现的天体的运转轨道结合万有引力定律推算出还没发现的未知天体的轨道引力定律推算出还没发现的未知天体的轨道，如，如_和和_就是这样发现的就是这样发现的海王星海王星冥王星冥王星3海王星和冥王星的轨道与计算结果不完海王星和冥王星的轨道与计算结果不完全符合，因此人们猜测在冥王星外侧还有未全符合，因此人们猜测在冥王星外侧还

3、有未发现的大行星发现的大行星留意：海王星和哈雷彗星的留意：海王星和哈雷彗星的“按时回归最按时回归最终确立了万有引力定律的位置终确立了万有引力定律的位置中心要点突破中心要点突破一、天体质量和密度的计算一、天体质量和密度的计算1求天体质量的思绪求天体质量的思绪绕中心天体运动的其他天体或卫星做匀速圆绕中心天体运动的其他天体或卫星做匀速圆周运动，做圆周运动的天体周运动，做圆周运动的天体(或卫星或卫星)的向心的向心力等于它与中心天体的万有引力，利用此关力等于它与中心天体的万有引力，利用此关系建立方程求中心天体的质量系建立方程求中心天体的质量特别提示：特别提示：(1)计算天体的质量的方法不仅计算天体的质量

4、的方法不仅适用于地球，也适用于其他任何星体留意适用于地球，也适用于其他任何星体留意方法的拓展运用明确计算出的是中心天体方法的拓展运用明确计算出的是中心天体的质量的质量(2)要留意要留意R、r的区分的区分R指中心天体的半指中心天体的半径，径，r指行星或卫星的轨道半径假设绕近指行星或卫星的轨道半径假设绕近地轨道运转，那么有地轨道运转，那么有Rr.A密度密度B质量质量C半径半径 D自转周期自转周期3处理天体问题时应留意的问题处理天体问题时应留意的问题(1)在用万有引力等于向心力列式求天体的在用万有引力等于向心力列式求天体的质量时，只能测出中心天体的质量，而环绕质量时，只能测出中心天体的质量，而环绕天

5、体的质量在方程式中被消掉了天体的质量在方程式中被消掉了(2)运用万有引力定律求解时还要留意发掘运用万有引力定律求解时还要留意发掘标题中的隐含条件如地球公转一周是标题中的隐含条件如地球公转一周是365天，自转一周是天，自转一周是24小时，其外表的重力加速小时，其外表的重力加速度约为度约为9.8 m/s2等等即时运用即时运用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2(2019年高考天津理综卷年高考天津理综卷)探测器绕月球做探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，那么变轨后与变轨前相仍做匀速圆周运动，那么变轨后与变轨前相比比()A轨

6、道半径变小轨道半径变小 B向心加速度变小向心加速度变小C线速度变小线速度变小 D角速度变小角速度变小课堂互动讲练课堂互动讲练 (2019年南京高一检测年南京高一检测)在某行星上，宇在某行星上，宇航员用弹簧秤称得质量为航员用弹簧秤称得质量为m的砝码重力为的砝码重力为F，乘宇宙飞船在接近该星球外表空间飞行，乘宇宙飞船在接近该星球外表空间飞行，测得其环绕周期为测得其环绕周期为T，根据这些数据求该星，根据这些数据求该星球的质量球的质量类型一天体质量的估算天体质量的估算例例1【思绪点拨】解答该题应明确两个关系：【思绪点拨】解答该题应明确两个关系：(1)在行星外表物体的重力等于星球对它的在行星外表物体的重

7、力等于星球对它的万有引力万有引力(2)在行星外表附近飞船飞行的向心力由万在行星外表附近飞船飞行的向心力由万有引力提供有引力提供变式训练变式训练1(2019年合肥高一检测年合肥高一检测)假设我们假设我们能测出月球外表的加速度能测出月球外表的加速度g，月球的半径，月球的半径R和月球绕地球运转的周期和月球绕地球运转的周期T，就能根据万有，就能根据万有引力定律引力定律“称量月球的质量了知引力常称量月球的质量了知引力常量量G，用，用M表示月球的质量，关于月球质量表示月球的质量，关于月球质量，以下各式正确的选项是，以下各式正确的选项是() 假设在半径为假设在半径为R的某天体上发射一颗该的某天体上发射一颗该

8、天体的卫星，假设它贴近天体的外表做匀速天体的卫星，假设它贴近天体的外表做匀速圆周运动的周期为圆周运动的周期为T1，知引力常量为，知引力常量为G，那，那么该天体的密度是多少？假设这颗卫星距该么该天体的密度是多少？假设这颗卫星距该天体外表的高度为天体外表的高度为h，测得在该处做圆周运，测得在该处做圆周运动的周期为动的周期为T2，那么该天体的密度又是多，那么该天体的密度又是多少？少？类型二天体密度的估算天体密度的估算例例2变式训练变式训练2假设在一个星球上，宇航员为假设在一个星球上，宇航员为了估测星球的平均密度，设计了一个简单的了估测星球的平均密度，设计了一个简单的实验：他先利用手表，记下一昼夜的时

9、间实验：他先利用手表，记下一昼夜的时间T；然后，用弹簧秤测一个砝码的重力，发如；然后，用弹簧秤测一个砝码的重力，发如今赤道上的重力为两极的今赤道上的重力为两极的90%.试写出该星试写出该星球平均密度的估算表达式球平均密度的估算表达式解析：设星球的质量为解析：设星球的质量为M，半径为，半径为R，外，外表重力加速度为表重力加速度为g，平均密度为，平均密度为，砝码的，砝码的质量为质量为m.砝码在赤道上失重砝码在赤道上失重190%10%，阐明，阐明在赤道上随星球自转做圆周运动的向心力为在赤道上随星球自转做圆周运动的向心力为FnG0.1mg，而一昼夜的时间，而一昼夜的时间T就是星就是星球的自转周期根据牛

10、顿第二定律，有球的自转周期根据牛顿第二定律，有 天文学家将相距较近、仅在彼此的引天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运转的两颗恒星称为双星双星系力作用下运转的两颗恒星称为双星双星系统在银河系中很普遍利用双星系统中两颗统在银河系中很普遍利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量知恒星的运动特征可推算出它们的总质量知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的间隔为，两颗恒星之间的间隔为r，试推算这个双，试推算这个双星系统的总质量星系统的总质量(万有引力常量为万有

11、引力常量为G)例例3类型三“双星问题的求解双星问题的求解【思绪点拨】双星在他们的引力作用下【思绪点拨】双星在他们的引力作用下做圆周运动，周期和角速度一样，都是由万做圆周运动，周期和角速度一样，都是由万有引力提供向心力有引力提供向心力【精讲精析】设两颗恒星的质量分别为【精讲精析】设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为，做圆周运动的半径分别为r1、r2.根据题意有根据题意有r1r2r根据万有引力定律和牛顿定律，有根据万有引力定律和牛顿定律，有【名师归纳】对于双星问题要留意：【名师归纳】对于双星问题要留意：(1)两星所需的向心力由两星球间万有引力两星所需的向心力由两星球间万有引力提

12、供，两星球做圆周运动的向心力大小相等提供，两星球做圆周运动的向心力大小相等(2)双星具有共同的角速度、周期双星具有共同的角速度、周期(3)双星一直与它们共同的圆心在同一条直双星一直与它们共同的圆心在同一条直线上线上变式训练变式训练3(2019年高考重庆理综卷年高考重庆理综卷)月球与月球与地球质量之比约为地球质量之比约为1 80.有研讨者以为月球有研讨者以为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点，它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周做匀速圆周运动据此观念，可知月球与地球绕运动据此观念，可知月球与地球绕O点运点运动的线速度大小之比约为动的线速度大小之比约为()A1 6400 B