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《2019_2020学年高中物理第六章万有引力与航天第4节万有引力理论的成就课件新人教版必修2.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第4节 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重要应用。2.了解“称量地球质量”的基本思路。3.了解计算太阳质量的基本思路,会用万有引力定律计算天体质量。4.认识万有引力定律的成就,体会科学的迷人魅力。自主学习教材提炼[知识梳理]自转1.地球质量的计算(1)思路:若不考虑地球,质量为m的物体在地球表面所受的重力等于地球对它的万有引力,即mg=。2.太阳质量的计算(1)思路:行星绕太阳做运动的向心力是由它们之间的提供的。匀速圆周万有引力周期行星二、发现未知天体1.已发现天体的轨道推算18世纪,人们观测到太阳系
2、第七颗行星——天王星的运动轨道和用万有引力定律计算出来的轨道有一些偏差。2.未知天体的发现根据已发现的天体的运行轨道,结合万有引力定律推算出未知天体的轨道,如海王星就是这样发现的。[练一练]1.应用万有引力定律计算天体质量的基本思路之一,是对某运动天体建立所受万有引力等于做圆周运动的向心力的方程,再根据有关的运动参数即可求解,如图所示。对这一思路的理解,以下说法正确的是()A.可根据中心天体的有关运动参数求得运动天体的质量mB.可根据运动天体的有关运动参数求得运动天体的质量mC.可根据运动天体的有关运动参数求得中心天体的质量M
3、D.可根据中心天体的有关运动参数求得中心天体的质量MC2.有一星球的密度跟地球密度相同,但它表面处的重力加速度是地球上重力加速度的4倍,则该星球的质量是地球质量的()B3.(2018·浙江4月选考)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.5×1017kgB.5×1026kgC.7×1033kgD.4×1036kgBC4.2018年2月,我国500m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318
4、+0253”,其自转周期T=5.19ms。假设星体为质量均匀分布的球体,已知引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为()A.5×109kg/m3B.5×1012kg/m3C.5×1015kg/m3D.5×1018kg/m3要点一 计算天体的质量、密度课堂探究A[例1]英国物理学家卡文迪许测出引力常量G,卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人。若已知引力常量G,地球表面处的重力加速度g,地球半径R,地球上一个昼夜的时间T1(地球自转周期),一年的时间T2(地球公转周期),地球中心到月球
5、中心的距离l1,地球中心到太阳中心的距离l2。能计算出( )思路探究:(1)已知地球半径R,地面重力加速度g,引力常量G,如何求解地球质量?(2)从题给条件,已知地球围绕太阳做匀速圆周运动的周期和半径,中心天体是太阳,由此如何求出太阳质量?误区警示估算天体问题应注意三点(1)天体质量估算中常有隐含条件,如地球的自转周期为24h,公转周期为365天等。(2)注意黄金代换式GM=gR2的应用。针对训练1:一飞船在某行星表面附近绕该行星飞行,若认为行星是密度均匀的球体,则要确定该行星的密度,只需要测量( )A.飞船的轨道半径B.
6、飞船的运行速度C.飞船的运行周期D.行星的质量C要点二 发现未知天体CA.108m/s2B.1010m/s2C.1012m/s2D.1014m/s2思路探究:(1)黑洞是怎样形成的?(2)通过什么方程求黑洞表面重力加速度?答案:(1)由于星球的密度太大,吸引力大到连光都射不出来,即外界不能观察其“面容”。规律方法特殊天体的研究对于特殊天体,要抓住其特殊性的根本原因,分析向心力的来源,利用其存在的特殊性列出万有引力提供向心力的方程,同时借助黄金代换式解决问题。A.1∶10B.1∶1C.5∶1D.10∶1B课堂达标1.下列说法正确
7、的是()A.海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道发现的C.天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道,其原因是天王星受到轨道内侧其他行星的引力作用D.以上说法都不对A解析:海王星和冥王星都是人们先根据万有引力定律计算出轨道,然后又被天文工作者观察到的。天王星是人们通过望远镜观察发现的。在发现天王星的过程中,天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道,这引起了人们的思考,推测天王星外面存在其他行星。综上所述,选项A正确。2.若知道太阳的某一颗行星绕太阳运
8、转的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,则可求得()A.该行星的质量B.太阳的质量C.该行星的平均密度D.太阳的平均密度B3.设太阳质量为M,某行星绕太阳公转周期为T,轨道可视作半径为r的圆。已知引力常量为G,则描述该行星运动的上述物理量满足()AD4.天文学家新发现了太阳
