高考物理大一轮复习 万有引力定律与天体运动课件.ppt

第5课时万有引力定律与天体运动 第5课时 本讲栏目开关 基础再现 深度思考 一 开普勒三定律 开普勒第三定律中的k值有什么特点 第5课时 本讲栏目开关 二 万有引力定律 1 内容自然界中任何两个物体都相互吸引 引力的方向在它们的连线上 引力的大小 成正比 与它们之间 成反比 2 公式 通常取g n m2 kg2 g是比例系数 叫引力常量 3 适用条件公式适用于 间的相互作用 当两物体间的距离远大于物体本身的大小时 物体可视为质点 均匀的球体可视为质点 r是 间的距离 对一个均匀球体与球外一个质点的万有引力的求解也适用 其中r为球心到 间的距离 物体的质量m1和m2的乘积 距离r的二次方 6 67 10 11 质点 两球心 质点 基础再现 深度思考 第5课时 本讲栏目开关 考点一天体产生的重力加速度问题 例1 某星球可视为球体 其自转周期为t 在它的两极处 用弹簧秤测得某物体重为p 在它的赤道上 用弹簧秤测得同一物体重为0 9p 则星球的平均密度是多少 课堂探究 突破考点 第5课时 本讲栏目开关 跟踪训练1 1990年5月 紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星 该小行星的半径为16km 若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体 小行星密度与地球相同 已知地球半径r 6400km 地球表面重力加速度为g 这个小行星表面的重力加速度为 b 第5课时 课堂探究 突破考点 本讲栏目开关 考点二天体质量和密度的计算 例2天文学家新发现了太阳系外的一颗行星 这颗行星的体积是地球的4 7倍 质量是地球的25倍 已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1 4小时 引力常量g 6 67 10 11n m2 kg2 由此估算该行星的平均密度约为 a 1 8 103kg m3b 5 6 103kg m3c 1 1 104kg m3d 2 9 104kg m3 跟踪训练2 为了对火星及其周围的空间环境进行探测 我国于2011年10月发射了第一颗火星探测器 萤火一号 假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时 周期分别为t1和t2 火星可视为质量分布均匀的球体 且忽略火星的自转影响 万有引力常量为g 仅利用以上数据 可以计算出 a 火星的密度和火星表面的重力加速度b 火星的质量和火星对 萤火一号 的引力c 火星的半径和 萤火一号 的质量d 火星表面的重力加速度和火星对 萤火一号 的引力 d a 第5课时 课堂探究 突破考点 本讲栏目开关 思维方法建模3 双星模型 例3宇宙中两颗相距较近的天体称为 双星 它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动而不至因万有引力的作用吸引到一起 1 试证明它们的轨道半径之比 线速度之比都等于质量的反比 2 设两者的质量分别为m1和m2 两者相距l 试写出它们角速度的表达式 第5课时 课堂探究 突破考点 本讲栏目开关 1 2010 新课标全国 20 太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道 下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象 图中坐标系的横轴是lg t t0 纵轴是lg r r0 这里t和r分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径 t0和r0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径 下列4幅图中正确的是 b 分组训练 提升能力 第5课时 本讲栏目开关 2 2011 安徽 22 1 开普勒行星运动第三定律指出 行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期t的二次方成正比 即 k k是一个对所有行星都相同的常量 将行星绕太阳的运动按圆周运动处理 请你推导出太阳系中该常量k的表达式 已知引力常量为g 太阳的质量为m太 2 开普勒定律不仅适用于太阳系 它对一切具有中心天体的引力系统 如地月系统 都成立 经测定月地距离为3 84 108m 月球绕地球运动的周期为2 36 106s 试计算地球的质量m地 g 6 67 10 11n m2 kg2 结果保留一位有效数字 第5课时 分组训练 提升能力 本讲栏目开关 4 据报道 最近在太阳系外发现了首颗 宜居 行星 其质量约为地球质量的6 4倍 一个在地球表面重量为600n的人在这个行星表面的重量将变为960n 由此可推知 该行星的半径与地球半径之比约为 a 0 5b 2c 3 2d 4 c b 第5课时 分组训练 提升能力 本讲栏目开关 5 宇航员在一星球表面上的某高处 沿水平方向抛出一小球 经过时间t 小球落到星球表面 测得抛出点与落地点之间