2016-2017学年高中物理 第6章 万有引力与航天新人教版必修2_4

成才之路 物理 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 必修 2 万有引力航天 第六章 第四节 万有引力理论的成就 第六章 学习目标定位1 课堂情景切入2 知识自主梳理3 重点难点突破4 考点题型设计5 课 时 作 业7 易错案例剖析6 学习目标定位 * 了解万有引力定律在天文学上的重要应用 * 会用万有引力定律计算天体的质量 * 掌握运用万有引力定律研究天体问题的思路、方法 课堂情景切入 “请你把你们的望远镜指向黄经 326处宝瓶座内的黄道上的一点，你就将在此点约 1的区域内发现一个圆而 亮的新行星 ” 这是法国天文爱好者勒维耶写给德国天文学家伽勒的信。 1846年 9月 23日，即伽勒收到信的当天晚上，在 勒维耶所指出的那个位置上，果然发现了原有星图上没有的一颗行星，这就是后来被称为笔尖下发现的行星的太阳系第八颗 行星 海王星。海王星的发现，在天文学史上是一件惊天动地的大事，充分显示了万有引力理论的成就。 知识自主梳理 1 原理 若不考虑地球自转的影响，地面上质量为 m的物体所受的重力近似等于地球对物体的 _。 2 关系式 mg _ 3 结 果 地球的质量为： M _ 5.961024kg 计 算地球的 质 量 引力 计 算天体的 质 量 万有引力 距离 周期 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， 利用万有引力定律计算出天王星外 “新 ”行星的轨道。 1846年 9月 23日，德国的 _在勒维耶预言的位 置附近发现了这颗行星 海王星。 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。 发现 未知天体 亚当斯 勒维耶 伽勒 冥王星 重点难点突破 一、天体 质 量和密度的 计 算 特 别 提醒： (1)利用万有引力提供向心力的方法只能求解中心天体的质量，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。 答案： ABD 特 别 提醒： 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。 答案： AD 考点题型设计 计 算天体的 质 量 答案： 2.01030kg 点 评 ： 求天体 质 量的方法主要有两大 类 ，一 类 是利用此 天体的一个 卫 星 (或行星 )绕 它做匀速 圆 周运 动 的有关 规 律来求 ，另一 类 是利用天体表面 处 的重力加速度来求， 这 两 类 方法 本 质 上都是 对 万有引力定律的 应 用。 天体密度的 计 算 已知蟹状星云的中心星 PS0531是一颗脉冲星，其周期为 0.331s， PS0531的脉冲现象来自自 转，设阻止该星离心瓦解的力是万有引力，估计 PS0531的最小密度。 解析： 脉冲星周期即 为 自 转 周期。脉冲星高速自 转 不瓦 解的 临 界条件 为 ： 该 星球表面的某 块 物 质 m所受星体的万有 引力恰等于向心力。 设 PS0531脉冲星的 质 量 为 M，半径 为 R，最小密度 为 ， 体 积为 V。 答案： 1 31012kg/m3 答案： D 分析： 双星在它 们 的引力作用下做 圆 周运 动 ，周期和角 速度相同，都是由万有引力提供向心力。 双星运 动问题 点 评 ： 对 于双星 问题 要注意： (1)两星所需的向心力由两 星球 间 万有引力提供，两星球做 圆 周运 动 的向心力大小相等。 (2)两星球 绕 两星球 间 的 连线 上某点做 圆 周运 动 的角速度 的大小相等。 (3)两星球 绕转动 中心的半径 r1、 r2之和与两星球 间 的距离 L相等， r1 r2 L。 答案： B 易错案例