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高中物理人教版 (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说课课件ppt
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这是一份高中物理人教版 (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说课课件ppt，共47页。PPT课件主要包含了目标体系构建，思维脉络，课前预习反馈，知识点1，“称量”地球的质量，地球对物体的引力，重力加速度，知识点2，计算天体的质量，行星与太阳等内容，欢迎下载使用。
3．万有引力理论的成就
【学习目标】1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2．理解“称量地球质量”的基本思路，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。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．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，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的________在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星。
发现未知天体及预言哈雷彗星回归
2．其他天体的发现近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。3．预言哈雷彗星回归英国天文学家哈雷依据________________，计算了三颗彗星的轨道，并大胆预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为______年。
『判一判』(1)地球表面的物体的重力一定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)冥王星被称为“笔尖下发现的行星”。( )(5)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性。( )(6)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。( )
『选一选』土星最大的卫星叫“泰坦”(如图)，每16天绕土星一周，其公转轨道半径约为1.2×106 km，已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，则土星的质量约为 ( )A．5×1017kg B．5×1026kgC．7×1033kgD．4×1036kg
『想一想』为什么说卡文迪什是“称量地球重量的人”？
(1)假设地球绕太阳做匀速圆周运动，如果知道引力常量G、地球绕太阳运动的周期T和轨道半径r，可以计算出地球的质量吗？(2)如果要估算出太阳的密度，应该知道哪些条件？
提示：(1)不可以。(2)引力常量G、太阳半径R、地球绕太阳运动的周期T和轨道半径r。
(1)利用万有引力提供向心力的方法只能求出中心天体的质量，而不能求出做圆周运动的行星或卫星的质量。(2)要注意R、r的区分。R指中心天体的半径，r指行星或卫星的轨道半径。
(多选)若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，引力常量为G。则下列说法正确的是( )
1．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，利用上述数据不能算出( )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
如图所示，太阳系的行星在围绕太阳运动。(1)地球、火星等行星绕太阳的运动遵守什么规律？(2)如何比较地球、火星等行星绕太阳的运动的线速度、角速度、周期及向心加速度等各量的大小关系？
应用万有引力定律分析计算天体运动的问题
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。
应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件，如地球公转一周时间是365天，自转一周是24小时，其表面的重力加速度约为9.8 m/s2等。
思路引导：根据解决天体运动的两条思路求解。
2．(2019·全国卷Ⅲ)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金＜R地＜R火，由此可以判定( )A．a金＞a地＞a火B．a火＞a地＞a金C．v地＞v火＞v金D．v火＞v地＞v金
2．(2021·江苏淮安市高一月考)利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是( )A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
3．万有引力理论的成就
【学习目标】1．了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2．理解“称量地球质量”的基本思路，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。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．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，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的________在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星。
发现未知天体及预言哈雷彗星回归
2．其他天体的发现近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。3．预言哈雷彗星回归英国天文学家哈雷依据________________，计算了三颗彗星的轨道，并大胆预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为______年。
『判一判』(1)地球表面的物体的重力一定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)冥王星被称为“笔尖下发现的行星”。( )(5)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性。( )(6)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。( )
『选一选』土星最大的卫星叫“泰坦”(如图)，每16天绕土星一周，其公转轨道半径约为1.2×106 km，已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，则土星的质量约为 ( )A．5×1017kg B．5×1026kgC．7×1033kgD．4×1036kg
『想一想』为什么说卡文迪什是“称量地球重量的人”？
(1)假设地球绕太阳做匀速圆周运动，如果知道引力常量G、地球绕太阳运动的周期T和轨道半径r，可以计算出地球的质量吗？(2)如果要估算出太阳的密度，应该知道哪些条件？
提示：(1)不可以。(2)引力常量G、太阳半径R、地球绕太阳运动的周期T和轨道半径r。
(1)利用万有引力提供向心力的方法只能求出中心天体的质量，而不能求出做圆周运动的行星或卫星的质量。(2)要注意R、r的区分。R指中心天体的半径，r指行星或卫星的轨道半径。
(多选)若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，引力常量为G。则下列说法正确的是( )
1．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，利用上述数据不能算出( )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
如图所示，太阳系的行星在围绕太阳运动。(1)地球、火星等行星绕太阳的运动遵守什么规律？(2)如何比较地球、火星等行星绕太阳的运动的线速度、角速度、周期及向心加速度等各量的大小关系？
应用万有引力定律分析计算天体运动的问题
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。
应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件，如地球公转一周时间是365天，自转一周是24小时，其表面的重力加速度约为9.8 m/s2等。
思路引导：根据解决天体运动的两条思路求解。
2．(2019·全国卷Ⅲ)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金＜R地＜R火，由此可以判定( )A．a金＞a地＞a火B．a火＞a地＞a金C．v地＞v火＞v金D．v火＞v地＞v金
2．(2021·江苏淮安市高一月考)利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是( )A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
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