高中物理 第六章 第4节 万有引力理论的成就课件 新人教版必修2.ppt

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 万有引力与航天 第六章 第四节万有引力理论的成就 第六章 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 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 96 1024kg 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 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 科学家在研究地月组成的系统时 从地球向月球发射激光 测得激光往返时间为t 若还已知万有引力常量g 月球绕地球旋转 可看成匀速圆周运动 的周期t 光速c 地球到月球的距离远大于它们的半径 则由以上物理量可以求出 a 月球到地球的距离b 地球的质量c 月球受地球的引力d 月球的质量答案 ab 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 襄阳市2014 2015学年高一下学期四校期中联考 如图所示 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 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答案 c 计算天体的质量 为了研究太阳演化进程 需知道目前太阳的质量m 已知地球半径r 6 4 106m 地球质量m 6 1024kg 日地中心的距离r 1 5 1011m 地球表面处的重力加速度g 10m s2 1年约为3 2 107s 试估算目前太阳的质量m 保留二位有效数字 引力常量未知 答案 2 0 1030kg 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 山东师大附中2014 2015学年高一下学期检测 嫦娥一号 是我国首次发射的探月卫星 它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行 运行周期为127分钟 已知引力常量g 6 67 10 11n m2 kg2 月球半径约为1 74 103km 利用以上数据估算月球的质量约为 a 8 1 1010kgb 7 4 1013kgc 5 4 1019kgd 7 4 1022kg答案 d 天体密度的计算 1976年10月 剑桥大学研究生贝尔偶尔发现在星空中有一个奇怪的放射电源 它每隔1 337s发出一个脉冲讯号 贝尔和他的导师曾认为他们和外星人接上了头 后来大家认识到 事情没有那么浪漫 这类天体被定名为 脉冲星 脉冲星 的特点是脉冲周期短 且周期高度稳定 这意味着脉冲星一定进行准确的周期运动 自转就是一种很准确的周期运动 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 答案 1 3 1012kg m3 答案 b 双星运动问题 天文学家将相距较近 仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星 双星系统在银河系中很普遍 利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量 已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动 周期均为t 两颗恒星之间的距离为r 试推算这个双星系统的总质量 万有引力常量为g 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 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 辽师大附中2014 2015学年高一下学期检测 经长期观测 人们在宇宙中已经发现了 双星系统 双星系统 由两颗相距较近的恒星组成 每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离 而且双星系统一般远离其他天体 如图所示 两颗星球组成的双星 在相互之间的万有引力作用下 绕连线上