3.3 万有引力定律的应用-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习课件PPT（粤教版2019）

导巧苏 第三节 万有引力定律的应用 [课标引领] 学业质量水平要求 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用： 合格性考试 2.能在简单的情境中应用万有引力定律计算天体的质量。 3.了解运用万有引力定律研究天体问题的思路、方法 1.理解计算天体质量的基本思路，能将天体问题中的对象和 选择性考试 过程转换成相关模型后进行求解. 2.能根据万有引力定律分析并计算天体运动的物理量 基础探究 形成概念，掌握新知 情境化导学 一、预测地球的形状 1.牛顿通过万有引力定律的理论计算，大胆预测：地球由于自转作用，赤道部分 应该隆起，成为两极扁平的椭球体 2.万有引力与重力的关系 悬挂在空中的物体受到地球的引力，方向沿地球半径指向球心.该引力主要产生 两大作用效果，一方面是在竖直方向上与物体受到的拉力平衡，另一方面是提供 物体随地球一起自转的向心力.因此，可以将引力F分解为F和F2两个分量 分力F=F,就是我们所熟悉的重力 分力F2mo2Rcos0,是物体随地球自转所需的向心力，其方向垂直指向地轴： 3.万有引力指向地轴的分力F_2实际上特别小，所以一般认为地球附近的物体所 受的重力近似_等于_地球对物体的万有引力。 二、预测未知天体 公问题情境 观察下面的图片，回答后面的问题 (1)历史上哪颗星是在万有引力定律的指导下发现的？ 答案：海王星。 (2)哪颗星的回归时间也是利用万有引力定律预测出来的？ 答案：哈雷彗星。 1.海王星的发现 英国剑桥大学的青年学生亚当斯和法国青年天文学家勒威耶推算出一颗新行 星的运行轨道.对准该轨道位置观测，一颗新行星 海王星被发现了. 2.哈雷彗星的回归 英国天文学家哈雷根据万有引力定律预言了哈雷彗星的“按时回归”. 三、估算天体的质量 公问题情境 月球是地球唯一的一颗天然卫星，月球已经伴随地球超过46亿年.1969年7月20 日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上烙下了人类第一只脚印（如图），迈出了人 类征服宇宙的一大步 (1)宇航员在月球上用弹簧测力计测出质量为m的物体重力为F,已知月球半径 为R,怎样利用这个条件估测月球的质量？ 答案：设月球质量为M,则F=G一，故M2 毁 (2)宇航员驾驶指令舱绕月球表面飞行一周的时间为T,已知月球半径为R,怎样 利用这个条件估测月球质量？ 答案：设月球质量为M,宇航员与指令舱总质量为m',由万有引力提供向心力得 G=m' R,则得23 MRe 4他 40T8 (3)根据月球的公转周期和轨道半径，我们能否推导出月球的质量？能否推导出 地球的质量？ 答案：根据G地月m月可知，我们可推导出地球的质量，无法推导出月球的质量. mm 4 r2 T2