2017-2018学年高中物理专题6.4万有引力理论的成就预基础版含解析新人教版必修

1、6.4 万有引力理论的成就 【学习目标】1.了解万有引力定律在天文学上的应用、会用万有引力定律计算天体的质量和密度、通过求解太阳.地球的质量，培养理论联系实际的运用能力。2.通过学习用万有引力定律发现未知天体的过程，懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辨证唯物主义观点3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法【自主学习】 1阅读教材“科学真迷人”和“计算天体的质量”标题下的内容，思考并回答以下问题：（1）为什么卡文迪许说他自己的实验是“称量地球的 重量”的实验？（2）计算天体质量的基本思路是什么？（3）对于没有环绕天体（或虽有环绕天体但却不知道它运行的有关物理量）的恒

2、星，用什么方法求其质量？2阅读教材“发现未知天体”标题下 的内容，思考并回答以下问题：（1）天王星的“出轨”现象是星表有错，还是牛顿力学有误，还是有其他原因？（2）海王星是怎么被发现的？（3）应用万有引力定律除了可估算天体质量外，在天文学上还有哪些应用？1如果我们能测出月球表面的加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T，就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了。已知引力常数G，用M表示月球的质量。关于月球质量，下列说法正确的是（ ）A. M = B. M = C. M = D. M =【答案】A2已知引力常量G，下列各组数据中能估算出地球质量的是（ ）地球到太阳的距离及地球的公转周期 月

3、球到地球的距离及月球的公转周期地球表面的重力加速度及地球半径 月球的公转周期及月球的线速度A. B. C. D. 【答案】B【解析】、地球绕太阳运动的周期和地球与太阳的距离，根据万有引力提供向心力，只能求出太阳的质量M，也就是说只能求出中心体的质量，故错误；、月球绕地球做匀速圆周运动，它受到地球的万有引力充当向心力，用它运动周期表示向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律得，所以地球的质量，其中r为地球与月球间的距离，故正确；、地球表面的物体受到的地球的重力等于万有引力，即，因此，可求出地球的质量，故正确；、月球的公转周期及月球的线速度，根据圆周运动知识得：轨道半径，由万有引力定律结合牛顿第二定

4、律求解，故正确，故选项B正确。点睛：研究星球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式，判断能否算出地球的质量，根据不同选项的已知物理量列出不同的表达式。 3若某星球的密度是地球密度的2倍，它表面的重力加速度与地球相同，则该星球的质量是地球质量的A. 14 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍【答案】A【名师点睛】根据万有引力等于重力，列出等式表示出重力加速度根据密度与质量关系代入表达式找出半径的关系，再求出质量关系4若已知某行星的质量为m，该行星绕太阳公转的半径为r，公转周期为T，万有引力常量为G，太阳的半径为R，则由此求出：（1）太阳的质量M（2）太阳的密度【答案】(1) （2）（2）太阳的体积： ，由得，太阳的密度：。5经天文学家观察，太阳在绕着银河系中心(银心)的圆形轨道上运行，这个轨道半径约为3104光年(约等于2.81020m)，转动一周的周期约为2亿年(约等于6.31015s)太阳做圆周运动的向心力是来自位于它轨道内侧的大量星体的引力，可以把这些星体的全部质量看做集中在银河系中心来处理问题(G6.671011Nm2/kg2)。用给出的数据来计算太阳轨道内侧这些星体的总质量【答案】【解析】假