7.3 万有引力理论的成就 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

7.3万有引力理论的成就 亮亮图文旗舰店https://liangliangtuwen.tmall.com 课堂引入 曾经有个男人说——“给我一个支点，我可以撬动地球。” 理论可以，但现实不可行。 ——阿基米德 一、“称量”地球的质量 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等于地球对物体的引力。 方法一：重力加速度法(g、R） GM=gR2 黄金代换式 G值的得出，卡文迪许被称为能称出地球质量的人 M=6×1024kg 一、“称量”地球的质量 方法二：环绕法（T、r） 基本思路： F万 = F向 r = R +h r R ※ 注意：环绕法只能求出中心天体的质量。 二、计算中心天体的质量 二、计算中心天体的质量 同理:可用v-r、ω-r、v-T等求质量的方法求天体的密度。 三、计算中心天体的密度 已知 向心力关系 天体的质量 天体的体积 天体的密度 T、r r、v v、T 基本思路： 思维导图： 【练1】宇航员站在一个星球表面上的某高处h自由释放一小球，经过时间t落地，该星球的半径为R，你能求解出该星球的质量吗？ 【练2】把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011 m，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量约为多少千克？太阳的密度是多少？ 解：地球绕太阳运转的周期: T=365×24×60×60s=3.15×107s 地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供， 【练3】（2020·浙江高一模拟）(多选）如图所示为中国月球探测工程的标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着月球探测的终极梦想。若宇宙飞船在月球表面绕月飞行的周期为T，月球的半径为R，引力常量为G，若飞船只受月球引力的作用，利用上述数据能算出(　　) A．飞船的质量 B．月球的质量 C．月球的密度 D．飞船的向心加速度 【练4】2022年10月15日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功将“遥感三十六号”卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星绕地球做匀速圆周运动，运行的周期为T，运行轨道离地球表面的高度为h，地球的半径为R，引力常量为G，则地球的质量可表示为（　　） A． B． C． D． 【参考答案】B 【练5】2021年2月10日19时52分，我国首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器实施近火捕获制动成功，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”目标的第一步——环绕火星成功。如图所示，P为“天问一号”探测器，P到火星表面的高度为h，环绕周期为T1，Q为静止在火星赤道表面的物体，Q到火星中心的距离为R，火星自转周期为T2，已知万有引力常量为G，则（　） A．物体Q的质量B．火星的质量 C．物体P的质量 D．由题中数据可求火星的密度 【参考答案】BD 四、几个重要的关系式 r越大，an越小 r越大，V越小 r越大，w越小 r越大，T越大 到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七颗行星 —— 天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。 天王星 疑问：是天文观测数据不准确？是万有引力定律的准确性有问题？还是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？ 天王星 五、发现未知天体——万有引力理论的应用     天王星的运动轨道有些“古怪”   根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差 1.万有引力定律不准确？ 2.天王星轨道外还有一 颗行星？   德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星 “海王星” 英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶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这颗“新”行星的轨道。 海王星的发现 哈雷依据万有引力定律，用一年时间计算了它们的轨道。发现 1531 年、1607 年和 1682 年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言，这三次出现的彗星是同一颗星（图 7.3-3），周期约为 76 年，并预言它将于 1758 年底或 1759 年初再次回归。1759 年 3 月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是 1986 年，它的下次回归将在2061 年左右。 六、预言哈雷彗星回归 【练6】在科学发展历程中，许多科学家做出了杰出贡献，下列叙述符合物理学史实的是（　　） A．开普勒以行星运动定律为基出总结出万有引力定律 B．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量 C．伽利略通过月一地检验发现地球与苹果间的引力跟天体之间的引力