第六章第4节 万有引力理论的成就-2020-2021学年高中物理必修2【导学教程】同步辅导（人教版）课件PPT

第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 第4节　万有引力理论的成就 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 [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。 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 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＝________。 一、地球质量的计算 课前预习·落实基础 Geq \f(Mm,R2) 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 2．结论：M＝_______，只要知道g、R的值，就可计算出地球的质量。 eq \f(gR2,G) 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 1．已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，重力加速度g取9.8 m/s2，地球半径R＝6.4×106 m，则可知地球质量的数量级是 A．1018 kg　　　　　　　B．1020 kg C．1022 kg D．1024 kg ►自主思考——试一试 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 答案　D 解析　依据万有引力定律有：F＝Geq \f(mM,R2)① 而在地球表面，物体所受重力约等于地球对物体的吸引力：F＝mg② 联立①②解得g＝Geq \f(M,R2)，所以M＝eq \f(gR2,G)＝eq \f(9.8×6.4×106×6.4×106,6.67×10－11) kg≈6.02×1024 kg，即地球质量的数量级是1024 kg。故正确答案为D。 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 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 Geq \f(Mm,r2)＝__________。 (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。 eq \f(4π2mr,T2) eq \f(4π2r3,GT2) 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 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＝_________。 eq \f(4π2r3,GT2) 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 2．嫦娥四号”是人类历史上首次在月球背面软着陆和勘测。假定测得月球表面物体自由落体加速度为g，已知月球半径R和月球绕地球运转周期T，引力常量为G。根据万有引力定律，就可以“称量”出月球质量了。月球质量M为 ►自主思考——试一试 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 答案　B A.eq \f(GR2,g) B.eq \f(gR2,G) C.eq \f(4π2R3,GT2) D.eq \f(T2R3,4π2G) 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 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。 三、发现未知天体 海王星 哈雷彗星 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 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。( √ ) ►自主思考——判一判 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 (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。( × ) 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 考点一　天体质量和密度的计算 课堂互动·考点突破 1．天体质量的计算 (1)重力加速度法 若已知天体(如地球)的半径R及其表面的重力加速度g，根据在天体表面上物体的重力近似等于天体对物体的引力，得mg＝Geq \f(Mm,R2)，解得天体的质量为M＝eq \f(gR2,G)，g、R是天体自身的参量，所以该方法俗称“自力更生法”。 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 (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： 第六章 万有引力与航天 物理·必修2 菜 单 万有引力提供向心力 中心天体的质量 说明 Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r) M＝eq