高中物理人教必修二四省市课件124万有引力理论的成就

1、1.2.4万有引力理论的成就,一、天体质量的计算 1.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。,2.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提供向心力。,思维拓展 如图1所示是卡文迪许测量引力常量的示意图。卡文迪许在实验室里测量几个铅球之间的作用力，测出了引力常量G的值，从而“称量”出了地球的质量。 图1 (1)卡文迪许测出G后，他是怎样“称量”地球的质量的呢？ (2)已知地面附近的重力加速度g9.8 m/s2，地球半径R6.4106 m，引力常量G6.671011 Nm2/kg2，试估算

2、地球的质量。,二、发现未知天体 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_。 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。,亚当斯,勒维耶,伽勒,海王星,冥王星,思考判断 1.天王星是依据万有引力定律计算的轨道而发现的。( ) 2.海王星的发现确立了万有引力定律的地位。( ) 3.牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道。( ),天体质量和密度的计算,1.天体质量的计算,要点归纳,2.天体密度

3、的计算,例1 我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面。宇航员从距该星球表面高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L，已知该星球的半径为R，引力常量为G。求： (1)该星球表面的重力加速度。 (2)该星球的平均密度。,精典示例,解析(1)小球在星球表面做平抛运动，有,【误区警示】求解天体质量的注意事项,答案B,天体运动的分析与计算,2.常用的关系式,要点归纳,3.四个重要结论：设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动。,例2 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射

4、的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，且轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km。1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(),图2,精典示例,A.a2a1a3 B.a3a2a1 C.a3a1a2 D.a1a2a3,答案D,针对训练2 (多选)如图3所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则() 图3 A.b所需向心力最小

5、B.b、c的周期相同且大于a的周期 C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 D.b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度,答案ABD,1.(万有引力提供向心力)(2018郑州高一检测)若太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视为半径为r的圆。已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足(),答案A,答案C,A.0.2g B.0.4gC.2.5g D.5g 解析由星球表面的物体所受的重力近似等于万有引力知，对火星上的物体，,答案B,4.(天体密度的计算)(2018石家庄高一检测)假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G。地球的密度为(),答案B,5.(天体质量和密度的计算)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，已知万有引力常量为G。求： (1)该天体的