高二物理万有引力理论的成就

济源四中高一物理备课组,万有引力理论的成就,学习目标,1、能说出万有引力定律在天文学上有哪些应用2、会用万有引力定律计算天体的质量和密度3、理解运用万有引力定律结合圆周运动知识处理天体问题的思路、方法。,学习重点,应用万有引力定律计算天体的质量和密度,复习,1、请写出向心力公式：,2、请写出万有引力定律公式：,一、天体质量的计算,思考：如果要知道某天体（如地球）的质量，你有哪些方法？放开思想，大胆猜测，把你的方法逐个列举出来：,例：已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，求太阳的质量。你的思路是？,思考1：不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期T各不相同，但由不同行星的r、T计算出来的太阳质量必须是一样的！这里得到的计算太阳质量的公式能够保证这一点吗？,思考2：如果要测木星的质量，需要测哪些量呢？谈谈你的方法：,思考3：这种方法能否测地球的质量？,练习：已知地球的一个人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星距地面的高度为h，地球半径为R，卫星的周期为T，引力常量为G，求地球的质量。,小结1：,对于有行星（或卫星）的天体，可把行星（或卫星）绕中心天体的运动近似看做匀速圆周运动，其所需的向心力由中心天体对其万有引力提供，由F万=F向列式即可求解得到中心天体的质量。,思考4：你还有其他方法能得到地球质量吗？阅读教材P38“科学真是迷人”相关内容，写出用这种方法求得地球质量的步骤：,小结2：,对于没有行星（或卫星）的天体，或虽有行星（或卫星），但不知道其运行的有关物理量的情况下，可以忽略天体自转的影响，根据万有引力近似等于重力的关系列式，计算天体的质量。,探究练习,能否用测地球质量的方法测量月球的质量?如果能，需要知道哪些量？,二、计算天体密度,思考：如何计算一个天体的密度？思路：把中心天体看作球体，设中心天体的半径为R，球体的体积公式由上面方法求得中心天体的质量M后代入密度公式即可。,例：一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度?说明理由及推导过程。,三、发现未知天体,阅读课本，了解利用万有引力定律发现未知天体的伟大创举，感受科学之美和万有引力的伟大成就。,当堂测试,1、若已知某行星绕太阳公转的轨道半径为r，公转周期为T，引力常量为G，则由此可求出（）A、行星的质量B、太阳的质量C、行星的密度D、太阳的密度,B,2、已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是（）A、地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离B、月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离C、人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期D、若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度,BCD,3、为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（）A、运转周期和轨道半径B、质量和运转周期C、线速度和运转周期D、环绕速度和质量,AC,4、若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（）A、B、C、D、,B,5、地球公转的轨道半径是R1，周期是T1，月球绕地球运转的轨道半径是R2，周期