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全书word（粤教版2019）

学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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 2.能在简单的情境中应用万有引力定律计算天体的质量 考试 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 选择性 和过程转换成相关模型后进行求解 考试 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，掌技新知 ⑧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F1和F2两个分量. ·独家授权侵权必究· 学科网书城°”品牌书店·知名数辅·正版资源 WkCOm__想是边的互联网+数据专率 分力F_1=F_n，就是我们所熟悉的重力 分力F_2=mω^2Reos0，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 ⑩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 ____独家报权侵权必究 学科网书城雪 品牌书店·知名教捕·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 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，一颗新行星一海王 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 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则下G餐，故M器 (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6授祭R则得非祭 (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？ ·独家授权侵权必究· 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 答案：根据G月架r可知，我们可推导出地球的质量，无法推导 2 出月球的质量 1.利用绕转法估算中心天体的质量 (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. ②)关系式：mo2一空，景c为太阳的质量，r为行 2π 星与太阳的距离) (3)结论：m太 ,只要知道行星绕太阳运动的周期T和半径r就可 4r2r3 以计算出太阳的质量， 2.利用天体表面的重力加速度估算 (1)思路：地球表面上质量为m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)关系式：m物gR2 Gw(M地为地球质量，R为地球的半径). (③)结论：M地娶，只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量 ⑧思考与自测 1.判断 (1)地球表面的物体，重力就是物体所受的万有引力.（×)》 (2)绕行星匀速转动的卫星，万有引力提供向心力.（√) (③)海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性 (√) 2.(2021·贵州遵义期末)2020年5月5日18时，我国在文昌航天发 射场成功发射“长征五号”B型运载火箭，该火箭起飞质量高达849 ·独家授权侵权必究· 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 吨，并成功将新一代载人实验飞船准确送入预定轨道，我国成为世界 上第三个独立研制大推力火箭的国家.某物理兴趣小组为了探究该实 验飞船的飞行参数，从新闻报道中获知该实验飞船在半径为r的轨道 上做匀速圆周运动.己知地球的半径为R,引力常量为G,地球表面的 重力加速度为g,求： (1)地球的质量M: (2)实验飞船的线速度大小： (3)实验飞船的运行周期. 解析：(