高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 万有引力理论的成就课堂教学ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 万有引力理论的成就课堂教学ppt课件，共35页。PPT课件主要包含了学习目标，梳理教材夯实基础，探究重点提升素养，随堂演练逐点落实，“称量”地球的质量，计算天体的质量，发现未知天体，预言哈雷彗星回归，即学即用，天体质量和密度的计算等内容，欢迎下载使用。
1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.2.了解“称量”地球质量、计算太阳质量的基本思路，会用万有引力定律计算天体的质量.3.理解运用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法.
1.思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转的影响，物体的重力等于_________ .2.关系式：mg＝ .3.结果：m地＝ ，只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量.4.推广：若知道其他某星球表面的重力加速度和星球半径，可计算出该星球的质量.
1.思路：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时， 充当向心力.
行星与太阳间的万有引力
3.结论：m太＝ ，只要再知道引力常量G，行星绕太阳运动的周期T和轨道半径r就可以计算出太阳的质量.4.推广：若已知引力常量G，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.
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，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.其他天体的发现：海王星之外残存着太阳系形成初期遗留的物质.近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了 、阋神星等几个较大的天体.
英国天文学家哈雷计算了1531年、1607年和1682年出现的三颗彗星的轨道，他大胆预言这三颗彗星是同一颗星，周期约为 ，并预言了这颗彗星再次回归的时间.1759年3月这颗彗星如期通过了 点，它最近一次回归是1986年，它的下次回归将在 年左右.
1.判断下列说法的正误.(1)地球表面的物体的重力必然等于地球对它的万有引力.(　　)(2)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.(　　)(3)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.(　　)(4)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.(　　)(5)海王星的发现和彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位.(　　)
2.已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，地球表面的重力加速度g＝9.8 m/s2，地球半径R＝6.4×106 m，则可知地球的质量约为__________.(结果保留一位有效数字)
导学探究1.卡文迪什在实验室测出了引力常量G的值，他称自己是“可以称量地球质量的人”.(1)他“称量”的依据是什么？
答案　若忽略地球自转的影响，在地球表面上物体受到的重力等于地球对物体的万有引力；
(2)若已知地球表面重力加速度g，地球半径R，引力常量G，求地球的质量和密度.
2.如果知道地球绕太阳的公转周期T和它与太阳的距离r，能求出太阳的质量吗？若要求太阳的密度，还需要哪些量？
知识深化天体质量和密度的计算方法
例1　(2019·潍坊一中期末)假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，已知引力常量为G，忽略该天体自转.(1)若卫星距该天体表面的高度为h，测得卫星在该处做圆周运动的周期为T1，则该天体的密度是多少？
解析　设卫星的质量为m，天体的质量为M.卫星距天体表面的高度为h时，
(2)若卫星贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T2，则该天体的密度是多少？
例2　(2019·临夏中学期末)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
1.一般行星(或卫星)的运动可看做匀速圆周运动，所需向心力由中心天体对它的万有引力提供.
由以上关系式可知：①卫星的轨道半径r确定后，其相对应的线速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度大小、角速度和向心加速度大小.②卫星的轨道半径r越大，v、ω、an越小，T越大，即越远越慢.
例３　在轨卫星碰撞产生的大量碎片会影响太空环境.假定有甲、乙两块碎片绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是A.甲的运行周期一定比乙的长B.甲距地面的高度一定比乙的高C.甲的向心力一定比乙的小D.甲的向心加速度一定比乙的大
由于两碎片的质量未知，无法判断向心力的大小，故C错；
例4　(2019·潍坊市联考)如图1所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径).下列说法中正确的是
解析　两卫星均做匀速圆周运动，则有F万＝F向.
1.(天体质量的计算)(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R1B.地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2C.人造地球卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3D.地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4
2.(卫星各运动参量与轨道半径的关系)(2019·安阳市二十六中期末)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高.2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动.与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是A.周期 B.角速度C.线速度 D.向心加速度
解析　“高分五号”的运动半径小于“高分四号”的运动半径，即r五