专题6.4 万有引力定律的成就-2019-2020学年高一物理课件精选（人教版必修2）（共27张PPT）

§6.4 万有引力定律的成就 复习提问： 1 物体做圆周运动的向心力公式是什么？ 分别写出向心力与线速度、角速度、 周期的关系式。 2 万有引力定律的内容、表达式、适用对 象及注意点是什么？ 应用之一：计算天体的质量 原理： 对于有卫星的天体，可以认为卫星绕天体中心做匀速圆周运动，天体对卫星的万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力。 1：若已知卫星绕天体做匀速圆周运动的轨道半径为r，卫 星运动的周期为T，据牛顿第二定律 例1：登月密封舱在离月球表面h处的空中沿圆形轨道运行， 周期是T，已知月球的半径是R，万有引力常数是G， 据此试计算月球的质量。 解：登月密封舱相当于月球 的卫星，对密封舱有： r = R +h 得： ① ② 分析与解答 r R 2.若已知卫星绕中心天体做圆周运动的轨道半径为r，卫星 运动的线速度为v，据牛顿第二定律: 3.若已知卫星运动的线速度v和运行周期T，则据牛顿第二 定律: 应用之一：计算天体的质量 4：对于没有卫星的天体（或虽有卫星，但不知道有关卫 星运动的参量），可忽略天体自转的影响，根据万有 引力等于重力的关系来计算天体的质量 R----------------为天体的半径 g----------------天体表面的重力加速度 应用之一：计算天体的质量 应用之二：计算天体的密度 原理：1 利用F引=F向，先计算天体的质量M 2 再计算天体的体积 V 3 最后利用密度公式 计算天体的密度 注：m为环绕星体质量；r 为环绕星体的轨道半径；T为环绕周期。 情形之一：卫星在天体上空 应用之二：计算天体的密度 g 为中心天体表面的重力加速度；R 为中心天体的半径 情形之二：物体在天体表面 应用之二：计算天体的密度 分别应用重力等于万有引力列式求m ，再运用题目 中的比例关系对密度比例化简求解。 例2：一物体在某行星表面受到的吸引力为地球表面吸引力 的a倍，该行星半径是地球半径的b倍，若该行星和地 的质量分布都是均匀的，试求该星球密度和地球密度 之比。 解: 设地球质量为m1 ，地球半径为R，某星球质量为m2 物体的质量为m 。 ∵ ∴ 则：某星球与地球的密度之比 应用之三：发现未知天体-------- 万有引力定律的贡献 背景：1781年由英国物理学家威廉．赫歇尔发现了天王 星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引 力定律推测的结果有一些误差，于是人们就推测 在天王星外面轨道上还应有其它星体…… 1：1845年英国人亚当斯和法国天文学家勒威耶据计算 发现了“海王星”（第8个行星）。 2：1930年3月14日人们发现了太阳系第9个行星— 冥王星 应用之三：发现未知天体-------- 万有引力定律的贡献 １、海王星的发现 　　英国剑桥大学的学生，23岁的亚当斯，经过计算，提出了新行星存在的预言．他根据万有引力定律和天王星的真实轨道逆推，预言了新行星不同时刻所在的位置． 　　同年，法国的勒维列也算出了同样的结果，并把预言的结果寄给了柏林天文学家加勒． 当晚（1846.3.14），加勒把望远镜对准勒维列预言的位置，果然发现有一颗新的行星——就是海王星. 海王星 海王星地貌 ２、冥王星的发现 　　　海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致．于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新行星的存在．　 　　在预言提出之后，1930年，汤博（Tom baugh）发现了这颗行星——冥王星．冥王星的实际观测轨道与理论计算的一致，所以人们确认，冥王星是太阳系最外一颗行星了． 冥王星与其卫星 美国2001年发射，并将于2006至2008年访问冥王星的宇宙飞船 双星问题 例3：两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下 绕连线上的某点作匀速圆周运动，现测得两星中心间距 为R，其运动的角速度为ω，求两星的总质量。 解：设两星球质量分别为m1和m2， 都绕连线上O点作同周期转动 又令其半径分别为R1和R2，则 O m1 m2 例4：宇航员站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的距离为L 。若抛出时的初速度为原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离