7.3 万有引力理论的成就（课件）- 2023-2024学年高一物理同步讲练课堂（人教版2019必修第二册）

主讲老师：陈庆威 第七章：第3节 万有引力理论的成就 高中物理必修第二册课件 目录 CONTENT 高中物理必修第二册课件 “ 称量” 地球的质量 算天体质量和密度 发现未知天体 预言哈雷彗星回归 新课引入 01. 高中物理必修第二册课件 疑惑：地球质量约为6×1024kg，设杠杆支点距离地球1m，阿基米德在另一端能产生的作用力为600N，根据杠杆原理可知杠杆大约长1亿光年。阿基米德能做到吗？ 给我一个支点，我可以撬动地球。 ——阿基米德 新课引入 02. 高中物理必修第二册课件 如果有人说他能称出地球的质量，你信吗？ 我可以 天平 or 杆秤 “ 称量”地球 的质量 第一部分 第一个称出地球质量的人 01. 高中物理必修第二册课件 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等于地球对物体的引力，即 地面的重力加速度 g 和地球半径 R 在卡文迪什之前就已知道，一旦测得引力常量 G，就可以算出地球的质量M 。因此，卡文迪什被称为“第一个称出地球质量的人”。 算一算 02. 高中物理必修第二册课件 科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点猜 想，竟能赢得那么多的收获！ ——马克·吐温 设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R =6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量。 重力加速度法(g、R） 还有其他方法吗 ？ 环绕法称地球质量（T、r法） 03. 高中物理必修第二册课件 忽略太阳及其他天体对月球的引力。 已知月球绕地球周期T=27.3天，月地平均距离r=3.84×108m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量。 伽利略的观点 04. 高中物理必修第二册课件 如果测出了某行星的公转周期T、轨道半径r，能不能由此求出太阳的质量M？ 高中物理必修第二册课件 例题1 例题解析 05. 2022年12月5日，“神舟十五”采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站。若空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，已知引力常量G，则由下列物理量可以计算出地球质量的是（　　） A．空间站的质量和绕地球运行的半径 B．空间站的质量和绕地球运行的周期 C．空间站绕地球运行的角速度和周期 D．空间站绕地球运行的线速度和角速度 高中物理必修第二册课件 解析 例题精选 【参考答案】D D．已知空间站绕地球运行的线速度v 和角速度ω，可得空间站绕地球运行的半径为r＝，空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得解得，故D正确；AB．根据万有引力提供向心力可得与空间站的质量无关，只知道空间站绕地球运行的半径或只知道周期，求不出地球的质量，故AB错； C．根据角速度和周期的关系，根据万有引力提供向心力 可得不知道空间站绕地球运行的半径，求不出地球的质量，故C错误。故选D。 06. 计算天体 的质量和密度 第二部分 称量太阳的质量（g、r法） 01. 高中物理必修第二册课件 把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，已知轨道半径约为1.5×1011 m，引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，估算太阳的质量。 环绕法可用吗 ？ 高中物理必修第二册课件 若知道地球绕太阳的公转线速度v和轨道半径r，能否估算太阳的质量？ 环绕法称地球质量（v、r法） 02. 高中物理必修第二册课件 环绕法称地球质量（ω、r法） 03. 若知道地球绕太阳的公转角速度ω和轨道半径r，能否估算太阳的质量？ 说明：环绕法只能求出中心天体的质量 高中物理必修第二册课件 若知道地球绕太阳的公转线速度v和公转周期T，能否估算太阳的质量？ 能计算天体的密度吗？ 环绕法称地球质量（v、T法） 04. 计算天体的密度 05. 高中物理必修第二册课件 基本思路： g、R法 T、r法 同理:可用v-r、ω-r、v-T等求质量的方法求天体的密度。 r=R 高中物理必修第二册课件 例题2 例题精选 06. 科学家在宜居带“金发姑娘区”发现一颗类地行星TRAPPIST—le，若将该行星视为半径为R、质量分布均匀的球体，一物体从离行星表面（）处由静止释放，经时间，该物体落回到行星表面，引力常量为G，则该行星的平均密度约为（    ） A． B． C． D． 高中物理必修第二册课件 解析 例题精选 07. 【参考答案】B 设该行星表面的重力加速度为，由自由落体公式可得 可知根据有 又有， 联立解得，故选B。 发现未知天体 第三部分 观察与困惑 01. 高中物理必修第二册课件 到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第