2019-2020学年高中物理 第6章 万有引力与航天 第4节 万有引力理论的成就课件 新人教版必修2

第4节万有引力理论的成就,学习目标1了解重力等于万有引力的条件。2会用万有引力定律求中心天体的质量。3了解万有引力定律在天文学上的重要应用。,一、地球质量的计算1思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转，物体的重力等于地球对物体的万有引力，即mg。2结论：m，只要知道g、r的值，就可计算出地球的质量。,自主思考判一判1已知引力常量g6.671011nm2/kg2，重力加速度g取9.8m/s2，地球半径r6.4106m，则可知地球质量的数量级是a1018kgb1020kgc1022kgd1024kg,答案d,二、计算天体的质量1太阳质量的计算(1)思路：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，行星与太阳间的万有引力充当向心力，即=_。(2)结论：m，只要知道行星绕太阳运动的周期t和半径r就可以计算出太阳的质量。,2行星质量的计算：同理，若已知卫星绕行星运动的周期t和卫星与行星之间的距离r，可计算行星的质量m，公式是m。,自主思考判一判2(多选)已知引力常量g，利用下列数据，可以计算出地球质量的是a已知地球的半径r和地面的重力加速度gb已知地球绕太阳做匀速圆周运动的半径r和周期tc已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和线速度vd已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期t,答案acd,三、发现未知天体1“笔尖下发现的行星”是指。2海王星的发现和的“按时回归”确立了万有引力定律的地位。,海王星,哈雷彗星,自主思考判一判3(1)天王星是人们直接应用万有引力定律计算出轨道而发现的。()(2)海王星是人们直接应用万有引力定律计算出轨道而发现的。()(3)哈雷彗星的“按时回归”证明了万有引力定律的正确性。()(4)牛顿被称作第一个称出地球质量的人。(),考点一天体质量和密度的计算,(2)环绕法借助环绕中心天体做圆周运动的行星(或卫星)计算中心天体的质量，俗称“借助外援法”。常见的情况如下：,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r6.4106m，地球质量m61024kg，日地中心的距离r1.51011m，地球表面处的重力加速度g10m/s2，1年约为3.2107s，试估算目前太阳的质量m(保留一位有效数字，引力常量未知)。,命题角度1天体质量的计算,例1,答案21030kg,(2018全国卷)2018年2月，我国500m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“j03180253”，其自转周期t5.19ms。假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.671011nm2/kg2。以周期t稳定自转的星体的密度最小值约为a5109kg/m3b51012kg/m3c51015kg/m3d51018kg/m3,例2,命题角度2天体密度的计算,答案c,变式训练,图641,答案b,2“嫦娥三号”探月卫星在西昌卫星发射中心发射，实现了“落月”的新阶段。若已知引力常量为g，月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为t1，“嫦娥三号”探月卫星做圆周运动的环月轨道半径为r2、周期为t2，不计其他天体的影响，根据题目条件可以,答案b,考点二天体运动的分析与计算,有的天文学家倾向于把太阳系外较小的天体叫做“矮行星”，而另外一些人把它们叫做“小行星”，谷神星就是小行星之一。现有两个这样的天体，它们的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，求：(1)它们与太阳间的万有引力之比。(2)它们的公转周期之比。,例3,规律总结天体运动的加速度、线速度、角速度和周期与轨道半径的关系,变式训练,答案a,考点三宇宙双星问题,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，而不至于因相互之间的引力作用吸引到一起。设两者相距为l，质量分别为m1和m2。(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)试写出它们角速度的表达式。,例4,答案见自主解答,4(多选)(2018全国卷)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将