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 第七章 万有引力与宇宙航行 思考：人们如何得出这些数据的？ 新课引入： 一、“称量”地球的质量 物体m在纬度为θ的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。重力是万有引力的一个分力，当忽略了地球的自转时,可认为重力在数值上就等于万有引力大小。请根据上述说明提出一种称量地球质量的方法？ （1）物体在一般位置（不在赤道和两极）时， ,F向、F引、G不在一条直线上 （2）当物体在赤道上时，F向达到最大值， ，此时G最小，G=F引-F向 （3）当物体在两极时，F向=0，G=F引，即只有在两极处重力G才等于引力F引 一、“称量”地球的质量 1、理论分析：若不考虑地球自转的影响，地面上物体的重力等于地球对它的引力 实际地球自转所需的向心力很小，一般情况都认为重力近似等于万有引力 如计算质量为60kg的人在赤道处所受的向心力 一、“称量”地球的质量 2、数据验证： 一、“称量”地球的质量 2、称量“中心天体”的方法一：(g、R法) 黄金代换式 适用于任何天体 主要用于某星体的质量M未知的情况下，用该星体的半径R和表面的“重力加速度”g来代换求M 6.我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面。宇航员从距该星球表面高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L，已知该星球的半径为R，引力常量为G。求： （1）该星球表面的重力加速度；       （2）该星球的平均密度。 课堂检测： 二、计算天体的质量 1.问题：前面测量地球质量，但是如果要测太阳的质量，我们又无法在太阳表面做落体运动，还有没有其他办法？ 把地球绕太阳看做匀速圆周运动，用万有引力提供向心力作等式计算 二、计算天体的质量 2.验证：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。 3.称量“中心天体”的质量的方法二：（环绕法.T、R法） 二、计算天体的质量 环绕天体的向心力由中心天体对其万有引力独家提供 （待求天体M的质量与环行天体m的质量无关） 注意：环绕法计算的是中心天体的质量，而非环绕天体的质量 2.土星最大的卫星叫“泰坦”，每16天绕土星一周，其公转轨道半径为1.2×106km.已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，则土星的质量约为(　　) 随堂练： A． 5×1017kg B． 5×1026kg C． 7×1033kg D． 4×1036kg B 验证：已知月球绕地球周期T=27.3天，月地平均距r=3.84×108m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量。 二、计算天体的质量 二、计算天体的质量 你还有其他计算中心天体质量的方法吗？ ①V、R法 ② 、R法 ③T、V法 随堂练： 3.已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有(　　) A． 月球的质量 B． 地球的质量 C． 地球的半径 D． 地球的密度 B 随堂练： AC 4.(多选)(2019·西安高级中学期中)已知下列哪组数据，可以算出地球的质量M(引力常量G已知)(　　) A． 月球绕地球运动的周期T1及月球到地球中心的距离R1 B． 地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2 C． 人造地球卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3 D． 地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4 三、计算天体的密度 如何计算天体的密度？ g-R法： T-R法： 随堂练： 1.若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的3倍，则该星球质量是地球质量的(　　) A． 27倍 B． 3倍 C． 0.5倍 D． 9倍 A 四、万有引力的科学成就 1.发现未知天体 四、万有引力的科学成就 2.预言哈雷彗星的回归 7.若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地．若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面．已知引力常量为G，月球的半径为R，求：（不考虑月球自转的影响） （1）月球表面的自由落体加速度大小g月； （2）月球的质量M； （3）月球的平均密度． 课堂检测： 课堂检测： 8.已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看作