万有引力定律的应用.ppt

理解教材新知,把握热点考向,应用创新演练,第3节,知识点一,知识点二,考向二,第三章,考向一,随堂基础巩固,课时跟踪训练,考向三,自学教材,1预言彗星回归 (1)哈雷根据万有引力理论，对1682年出现的 的轨道运动进行了计算，指出了不同年份出现的情况，并预言了再次出现的时间。 (2)1743年，克雷洛计算了遥远的木星和土星对哈雷彗星运动规律的影响，指出了运动经过 的时间。 (3)总之，由万有引力理论可以预知哈雷彗星每次临近地球的时间，并且经过验证都是正确的。,哈雷彗星,近日点,2预言未知星体 (1)已发现天体的轨道推算： 18世纪，人们观测到太阳系第七个行星天王星的轨道和用 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还没发现的未知天体的轨道，如 、 就是这样发现的。,万有引力定律,海王星,冥王星,重点诠释,(1)利用万有引力定律可以确定绕中心天体运动的行星或卫星的运动情况。 (2)利用这一原理实现了对宇宙现象的推算，如黑洞、暗物质的预测和中子星的发现。,1下列说法正确的是 ( ) A海王星是人们直接应用万有引力定律计算的轨道而 发现的 B天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现 的 C海王星是人们经过长期的太空观测而发现的 D天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存 在偏差，其原因是由于天王星受到轨道外的行星的引力作用,解析：由行星的发现历史可知，天王星并不是根据万有引力定律计算出轨道而发现的；海王星不是通过观测发现，也不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的，而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差，然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道，从而发现了海王星。由此可知，A、B、C错误，D正确。 答案：D,自学教材,1地球质量的计算 若不考虑地球自转，可以认为地球表面质量为m的物体的重力等于地球对物体的 ，即mg ，则M ，只要知道引力常量G、地球半径R以及重力加速度g的值，就可计算出地球的质量。,万有引力,2太阳质量的计算 利用某一行星：质量为m的行星绕质量为mS的太阳做匀速圆周运动，行星与太阳间的 充当向心力，即G ，由此可得太阳质量mS ，由此式可知只要测出行星绕太阳运动的 和 就可以计算出太阳的质量。,万有引力,轨道半径,周期,重点诠释,1求天体质量的思路 天体质量的估算是指估算中心天体的质量。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(或卫星)的向心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。,答案： B,例1 我国月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右的时间完成，这极大地提高了同学们对月球的关注程度。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，现请你解答： (1)若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动。试求出月球绕地球运动的轨道半径。,(2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点。已知月球半径为R，万有引力常量为G。试求出月球的质量M。 思路点拨 解答本题时应注意以下两点： (1)月球绕地球运动时，万有引力提供向心力。 (2)分析小球的竖直上抛运动可求出月球表面的重力加速度。,1在某行星上，宇航员用弹簧秤称得质量为m的砝码重力 为F，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为T，根据这些数据求该星球的质量。,例2 假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1，已知引力常量为G，则该天体的密度是多少？若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体的密度又是多少？ 思路点拨 题目中卫星贴近天体的表面做匀速圆周运动，则有卫星的轨道半径和天体的半径相等，找到这一隐含条件再根据卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供即可求出。,借题发挥 求天体的密度，关键在于求天体的质量，而求天体质量时主要利用万有引力定律处理天体运动的两条思路，同时要注意对题目隐含条件的挖掘，如绕星体表面运行时有rR星，以及地球的公转周期，自转周期等。,答案：D,例3 (2012浙江高考)如图331所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是 ( ),图331,A太阳对各小行星的引力相同 B各小行星绕太阳运动的周期均小于一年 C小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值 D小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 思路点拨 解答本题应注意以下几点： (1)各小行星与太阳间的距离，地球的公转周期。 (2)万有引力与哪些量有关。 (3)影响万有引力加速度的量有哪些。,答案 C,借题发挥 天体绕中心天体运行的规律类似于卫星绕地球的运行规律，在分析时仍然要将万有引力定律以及圆周运动知识相结合。,3科学家们推测，太阳系有一颗大行星就在地球的轨道 上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄