第七章 3.万有引力理论的成就-【金版新学案】2023-2024学年新教材高一物理必修第二册同步课堂高效讲义配套课件（人教版）

3．万有引力理论的成就 　　　　第七章 万有引力与宇宙航行 学科 知识 1.估算中心天体的质量和密度 2.天体表面的重力加速度问题 3.分析天体运动问题的基本思路 学科 能力 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用 2.能用万有引力定律计算天体质量和天体密度 3.掌握万有引力定律处理天体问题的思路和方法 学科 素养 1.物理观念：了解用万有引力定律计算天体质量的基本思路 2.科学思维：能对万有引力定律的综合性问题进行分析和推理，获得结论并作出解释 3.科学探究：能观察物理现象，提出有关万有引力定律的物理问题 4.科学态度与责任：有研究万有引力定律的内在动机，研究中坚持实事求是，在合作中既要坚持观点又能修正错误 学习目标 知识点二　计算天体的质量 课时精练 知识点一　“称量”地球的质量 知识点三　发现未知天体　预言哈雷彗星回归 随堂演练 知识点四　天体运动的分析与计算 内 容 索 引 知识点一　“称量”地球的质量 索引 如图是我们测量物体质量的常用工具，地球这么大，我们如何“称量”地球的质量呢？卡文迪什在实验室测出了引力常量G的值，他被称为“可以称量地球质量的人”。他“称量”的依据是什么？ 情境导学 1．思路：若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于__________________。 2．关系式：mg＝G 。 3．地球的质量；m地＝________，只要知道g、R、G的值，就可以计算出地球的质量。 基础梳理 地球对物体的引力 1．已知金星和地球的半径分别为R1、R2，金星和地球表面的重力加速度分别为g1、g2，则金星与地球的质量之比为 题组训练 √ 2．宇航员在距某一星球表面h高度处，以某一速度沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面。已知该星球的半径为R，引力常量为G，不计一切阻力，则该星球的质量为 √ 索引 知识点二　计算天体的质量 索引 太阳是一个火热的球体，如果不知道太阳表面的重力加速度，那么如何计算太阳的质量？ 情境导学 1．思路：设m太是太阳的质量，m是某个行星的质量，r是行星与太阳之间的距离，可测出该行星绕太阳做匀速圆周运动的周期T。质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，向心力由它们之间的万有引力提供。 2．关系式：G ＝_________ 。 3．结论：m太＝_________。只要知道行星绕太阳运动的周期T和半径r就可以计算出太阳的质量。 4．推广：若已知卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可计算出行星的质量。 基础梳理 判断正误 1．若知道某行星的自转周期和行星绕太阳做圆周运动的轨道半径，则可以求出太阳的质量。(　　) 2．已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量。 (　　) 3．通过观测卫星绕地球运转的周期和轨道半径可以计算出地球的质量。 (　　) 4．行星做匀速圆周运动的轨道半径越大，太阳的质量就越大。(　　) × × √ × 核心归纳 计算天体质量和密度的两种方法对比 　　假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1，已知引力常量为G。 (1)求该天体的质量和密度； 例1 (2)若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得卫星在该高度做圆周运动的周期为T2，求该天体的质量和密度。 针对练1.(2022·广东省中山市期末)2021年5月15日，中国火星探测任务“天问一号”的火星车祝融号着陆在火星表面，这是中国火星探测史上的一个历史性时刻，若已知引力常量G，那么结合以下假设条件，可以求出火星质量的是 A．在火星表面让一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和时间t B．让“天问一号”贴近火星表面绕星球做匀速圆周运动，测出运行周期T C．让“天问一号”在高空绕火星做匀速圆周运动，测出其运行线速度v和运行周期T D．观察火星绕太阳的匀速圆周运动，测出火星的圆周运动直径D和运行周期T √ √ √ 索引 知识点三 发现未知天体 预言哈雷彗星回归 索引 1．海王星的发现 英国剑桥大学的学生________和法国年轻的天文学家________根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日，德国的______在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星。 2．预言哈雷彗星回归 英国天文学家______，依据万有引力定律计算彗星轨道，准确预言了彗星的回归时间。 3．意义：________的发现和__________的“按时回归”确立了万有引力定律的地位。 基础梳理 亚当斯 勒维耶 伽勒 哈雷 海王星 哈雷彗星 1．下列说法正确的是 A．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 B．天王星是人们根据万