6.4.萬(wàn)有引力理論的成就 課件(人教版必修2)
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第四節(jié) 萬(wàn)有引力理論的成就,課標(biāo)定位 學(xué)習(xí)目標(biāo):1.了解重力等于萬(wàn)有引力的條件. 2.會(huì)用萬(wàn)有引力定律求中心天體的質(zhì)量. 3.了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用. 重點(diǎn)難點(diǎn):1.利用萬(wàn)有引力定律對(duì)天體進(jìn)行有關(guān)計(jì)算. 2.萬(wàn)有引力定律與牛頓第二定律綜合解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題.,,,,,,,,,,,,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第四節(jié),,課前自主學(xué)案,課前自主學(xué)案,引力,勻速圓周,萬(wàn)有引力,三、發(fā)現(xiàn)未知天體 1.18世紀(jì),人們觀測(cè)到太陽(yáng)系第七個(gè)行星——天王星的軌道和用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的軌道有一些偏差. 2.根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的天體的運(yùn)行軌道結(jié)合萬(wàn)有引力定律推算出還沒(méi)發(fā)現(xiàn)的未知天體的軌道,如_______和_______就是這樣發(fā)現(xiàn)的.,海王星,冥王星,3.海王星和冥王星的軌道與計(jì)算結(jié)果不完全符合,因此人們猜測(cè)在冥王星外側(cè)還有未發(fā)現(xiàn)的大行星. 注意:海王星和哈雷彗星的“按時(shí)回歸”最終確立了萬(wàn)有引力定律的地位.,核心要點(diǎn)突破,一、天體質(zhì)量和密度的計(jì)算 1.求天體質(zhì)量的思路 繞中心天體運(yùn)動(dòng)的其他天體或衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),做圓周運(yùn)動(dòng)的天體(或衛(wèi)星)的向心力等于它與中心天體的萬(wàn)有引力,利用此關(guān)系建立方程求中心天體的質(zhì)量.,特別提醒:(1)計(jì)算天體的質(zhì)量的方法不僅適用于地球,也適用于其他任何星體.注意方法的拓展應(yīng)用.明確計(jì)算出的是中心天體的質(zhì)量. (2)要注意R、r的區(qū)分.R指中心天體的半徑,r指行星或衛(wèi)星的軌道半徑.若繞近地軌道運(yùn)行,則有R=r.,A.密度 B.質(zhì)量 C.半徑 D.自轉(zhuǎn)周期,3.解決天體問(wèn)題時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 (1)在用萬(wàn)有引力等于向心力列式求天體的質(zhì)量時(shí),只能測(cè)出中心天體的質(zhì)量,而環(huán)繞天體的質(zhì)量在方程式中被消掉了. (2)應(yīng)用萬(wàn)有引力定律求解時(shí)還要注意挖掘題目中的隱含條件.如地球公轉(zhuǎn)一周是365天,自轉(zhuǎn)一周是24小時(shí),其表面的重力加速度約為9.8 m/s2等.,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破,小試牛刀) 2.(2010年高考天津理綜卷)探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則變軌后與變軌前相比( ) A.軌道半徑變小 B.向心加速度變小 C.線速度變小 D.角速度變小,課堂互動(dòng)講練,(2011年南京高一檢測(cè))在某行星上,宇航員用彈簧秤稱得質(zhì)量為m的砝碼重力為F,乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行,測(cè)得其環(huán)繞周期為T,根據(jù)這些數(shù)據(jù)求該星球的質(zhì)量.,【思路點(diǎn)撥】 解答該題應(yīng)明確兩個(gè)關(guān)系: (1)在行星表面物體的重力等于星球?qū)λ娜f(wàn)有引力. (2)在行星表面附近飛船飛行的向心力由萬(wàn)有引力提供.,變式訓(xùn)練1 (2011年合肥高一檢測(cè))如果我們能測(cè)出月球表面的加速度g,月球的半徑R和月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期T,就能根據(jù)萬(wàn)有引力定律“稱量”月球的質(zhì)量了.已知引力常量G,用M表示月球的質(zhì)量,關(guān)于月球質(zhì)量,下列各式正確的是( ),假設(shè)在半徑為R的某天體上發(fā)射一顆該天體的衛(wèi)星,若它貼近天體的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T1,已知引力常量為G,則該天體的密度是多少?若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h,測(cè)得在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2,則該天體的密度又是多少?,變式訓(xùn)練2 如果在一個(gè)星球上,宇航員為了估測(cè)星球的平均密度,設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn):他先利用手表,記下一晝夜的時(shí)間T;然后,用彈簧秤測(cè)一個(gè)砝碼的重力,發(fā)現(xiàn)在赤道上的重力為兩極的90%.試寫出該星球平均密度的估算表達(dá)式.,解析:設(shè)星球的質(zhì)量為M,半徑為R,表面重力加速度為g′,平均密度為ρ,砝碼的質(zhì)量為m. 砝碼在赤道上失重1-90%=10%,表明在赤道上隨星球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為Fn=ΔG=0.1mg′,而一晝夜的時(shí)間T就是星球的自轉(zhuǎn)周期.根據(jù)牛頓第二定律,有,天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量.已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),周期均為T,兩顆恒星之間的距離為r,試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量.(萬(wàn)有引力常量為G),【思路點(diǎn)撥】 雙星在他們的引力作用下做圓周運(yùn)動(dòng),周期和角速度相同,都是由萬(wàn)有引力提供向心力. 【精講精析】 設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2,做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2.根據(jù)題意有 r1+r2=r 根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓定律,有,【名師歸納】 對(duì)于雙星問(wèn)題要注意: (1)兩星所需的向心力由兩星球間萬(wàn)有引力提供,兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小相等. (2)雙星具有共同的角速度、周期. (3)雙星始終與它們共同的圓心在同一條直線上.,變式訓(xùn)練3 (2010年高考重慶理綜卷)月球與地球質(zhì)量之比約為1∶80.有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng),它們都圍繞月地連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng).據(jù)此觀點(diǎn),可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比約為( ),A.1∶6400 B.1∶80 C.80∶1 D.6400∶1 解析:選C.月球與地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在兩質(zhì)點(diǎn)的連線上,所以它們的角速度相等,其向心力是相互作用的萬(wàn)有引力,大小相等,即mω2r=Mω2R,所以mω·ωr=Mω·ωR,即mv=Mv′,所以v∶v′=M∶m=80∶1,選項(xiàng)C正確.,知能優(yōu)化訓(xùn)練,本部分內(nèi)容講解結(jié)束,點(diǎn)此進(jìn)入課件目錄,按ESC鍵退出全屏播放,謝謝使用,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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