人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行3 万有引力理论的成就优质课课件ppt

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行3 万有引力理论的成就优质课课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了天王星，两条基本思路，重力等于万有引力等内容，欢迎下载使用。
“称量地球质量” 大家说一说卡文迪许是怎样称量出地球的质量的
学习任务一 计算天体的质量和密度
若不考虑地球自转的影响，地面上物体受到的重力等于地球对物体的吸引力
月球绕地球周期T=27.3天，月地平均距离r=3.84×108m
=6.02×1024kg
是否需要考虑太阳对月球的引力？ 此引力使月球绕太阳转，并不是使月球绕地球转的力。
物体在天体表面，忽略天体自转影响
3.计算中心天体的质量与密度
基本思路（一）：重力加速度法
考向一　重力加速度法求中心天体的质量
行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力提供向心力
只能求出中心天体的质量！！！
基本思路（二）：环绕法
根据前面的结果，能否求出天体的密度？
这种方法只能求中心天体质量，不能求卫星质量，T为公转周期，r为轨道半径，R为中心天体半径。
若环绕天体为近地环绕，则r近似于R，那么中心天体质量和密度又该如何表达？
考向二　 环绕法求中心天体的质量
学习任务二 天体运行参量的分析与计算
[科学思维]行星在围绕太阳做匀速圆周运动.(1)行星绕恒星做匀速圆周运动时线速度的大小是由什么因素决定的?(2)行星、卫星绕中心天体运动时的线速度、角速度、周期和向心加速度与自身质量有关吗?  
（一）建立模型————运动天体做匀速圆周运动
1、万有引力提供向心力
2、物体在天体表面时受到的万有引力近似等于重力
1、向心加速度与轨道半径
口诀:“高轨低速周期长,低轨高速周期短”.
学习任务三　星球稳定自转的临界问题
例4 2018年2月,我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms.假设星体为质量均匀分布的球体,已知引力常量为6.67×10-11 N·m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(　)A.5×109 kg/m3 B.5×1012 kg/m3C.5×1015 kg/m3 D.5×1018 kg/m3
[质疑创新] 海王星被称为“笔尖下发现的行星”,原因就是计算出来的轨道和预测的位置跟实际观测的结果非常接近.在18世纪,人们已经知道太阳系有7颗行星,而天王星的运动轨道与万有引力定律计算出来的轨道总有一些偏差.科学家大胆预测未知行星的存在,根据万有引力定律计算出了这颗“新”行星的轨道并在这轨道附近发现了它.
学习任务四　发现未知天体
笔尖下发现的行星：海王星、哈雷彗星。。。
海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维耶列的方法预言另一颗行星的存在。在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗行星——冥王星。
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。
例5 (多选)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.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C.海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位D.天王星的运动轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差,其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用,由此,人们发现了海王星
[解析] 由行星的发现历史可知,天王星是通过观测发现的,海王星不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的,而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差,然后运用万有引力定律计算出“新”行星的轨道,从而发现了海王星, 海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位,选项A、B错误,C、D正确.
除了可以应用万有引力定律计算天体的质量外,还可以应用万有引力定律发现未知天体,海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位.
2、万有引力提供向心力
1.已知月球的质量是7.3×1022kg，半径是1.7×103km，月球表面的自由落体加速度有多大？这对宇航员在月球表面的行走会产生什么影响？若宇航员在地面上最多能举起质量为m的物体，他在月球表面最多能举起质量是多少的物体？
2.根据万有引力定律和牛顿第二定律说明：为什么不同物体在地球表面的自由落体加速度都是相等的？为什么高山上的自由落体加速度比山下地面的小？
3.某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径是6.8×103km，周期是5.6×103s。试从这些数据估算地球的质量。