新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行3万有引力理论的成就课件新人教版必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行3．万有引力理论的成就目标体系构建【学习目标】1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2．理解“称量地球质量”的基本思路，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。3．理解运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法。【思维脉络】课前预习反馈

知识点1“称量”地球的质量地球对物体的引力

重力加速度

半径

知识点2计算天体的质量行星与太阳

间的万有引力

1．海王星的发现英国剑桥大学的学生__________和法国年轻的天文学家__________根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的________在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星。亚当斯

知识点3发现未知天体及预言哈雷彗星回归勒维耶

伽勒

2．其他天体的发现近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了__________、阋神星等几个较大的天体。3．预言哈雷彗星回归英国天文学家哈雷依据________________，计算了三颗彗星的轨道，并大胆预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为______年。冥王星

万有引力定律

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思考辨析『判一判』(1)地球表面的物体的重力一定等于地球对它的万有引力。 (

)(2)若知道某行星的自转周期和行星绕太阳做圆周运动的轨道半径，则可以求出太阳的质量。 (

)(3)已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量。 (

)×

×

×

(4)冥王星被称为“笔尖下发现的行星”。 (

)(5)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性。

(

)(6)海王星的发现和彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位。 (

)×

√

√

『选一选』土星最大的卫星叫“泰坦”(如图)，每16天绕土星一周，其公转轨道半径约为1.2×106km，已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，则土星的质量约为

(

)A．5×1017kg

B．5×1026kgC．7×1033kg

D．4×1036kgB

『想一想』为什么说卡文迪什是“称量地球重量的人”？课内互动探究探究

(1)假设地球绕太阳做匀速圆周运动，如果知道引力常量G、地球绕太阳运动的周期T和轨道半径r，可以计算出地球的质量吗？(2)如果要估算出太阳的密度，应该知道哪些条件？天体质量和密度的计算情景导入提示：(1)不可以。(2)引力常量G、太阳半径R、地球绕太阳运动的周期T和轨道半径r。要点提炼(1)利用万有引力提供向心力的方法只能求出中心天体的质量，而不能求出做圆周运动的行星或卫星的质量。(2)要注意R、r的区分。R指中心天体的半径，r指行星或卫星的轨道半径。特别提醒

(多选)若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，引力常量为G。则下列说法正确的是 (

)典题1典例剖析AB

1．如图所示为中国月球探测工程的标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着月球探测的终极梦想。若宇宙飞船在月球表面绕月飞行的周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，若飞船只受月球引力的作用，利用上述数据不能算出 (

)A．飞船的质量

B．月球的质量C．月球的密度

D．飞船的向心加速度对点训练A

探究

如图所示，太阳系的行星在围绕太阳运动。(1)地球、火星等行星绕太阳的运动遵守什么规律？(2)如何比较地球、火星等行星绕太阳的运动的线速度、角速度、周期及向心加速度等各量的大小关系？应用万有引力定律分析计算天体运动的问题情景导入要点提炼由以上关系式可知：①卫星的轨道半径r确定后，其相对应的线速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度大小、角速度和向心加速度大小。②卫星的轨道半径r越大，v、ω、an越小，T越大，即越远越慢。应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件，如地球公转一周时间是365天，自转一周是24小时，其表面的重力加速度约为9.8m/s2等。特别提醒典题2典例剖析B

思路引导：根据解决天体运动的两条思路求解。2．(2019·全国卷Ⅲ)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金＜R地＜R火，由此可以判定 (

)A．a金＞a地＞a火 B．a火＞a地＞a金C．v地＞v火＞v金 D．v火＞v地＞v金对点训练A

易错辨析警示案例课堂达标检测D

2．(2021·江苏淮安市高一月考)利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是 (

)A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的