高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第三章 万有引力定律第三节 万有引力定律的应用教课内容ppt课件

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第三章 万有引力定律第三节 万有引力定律的应用教课内容ppt课件，共51页。PPT课件主要包含了课前·自主预习，估测地球的质量和形状，万有引力，万有引力定律，海王星，哈雷彗星，估算天体的质量，课堂·重难探究，物体在一般位置，天体质量的计算方法等内容，欢迎下载使用。

1．若不考虑地球自转影响，地面上的物体所受的重力等于地球对物体的____________．3．牛顿通过万有引力理论大胆预测：地球由于自转作用，________部分应该隆起，成为________扁平的椭球．
判断对错．(1)在不考虑地球自转的影响时，地面上的物体的重力等于地球对该物体的万有引力．(　　)(2)知道引力常量G、地球的公转周期和轨道半径，就可以求出地球的质量．(　　)(3)知道引力常量G、地球的半径和地球表面的重力加速度，就可以求出地球的质量．(　　)【答案】(1)√　(2)×　(3)√
1．已知天体的轨道推算．18世纪，人们观测到太阳系第七个行星——天王星的轨道和用____________________计算出来的轨道有一些偏差．2．未知天体的发现．根据已发现的天体运行轨道，结合万有引力定律推算出未知天体的______，如海王星、冥王星就是这样发现的．
发现未知天体和预言哈雷彗星回归
3．英国天文学家哈雷根据万有引力定律计算彗星的_____________，成功预言了彗星的__________．4．__________的发现和__________的“按时回归”确定了万有引力定律的地位．
关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法正确的是(　　)A．天王星、海王星和冥王星，都是运用万有引力定律、经过大量计算后发现的B．在18世纪已经发现的7个行星中，人们发现第七个行星——天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有一个行星，是它的存在引起了上述偏差
C．第八个行星，是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经大量计算而发现的D．冥王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和勒维耶合作研究后共同发现的【答案】B　
【解析】天王星是在1781年发现的，而卡文迪许测出引力常数是在1789年，在此之前人们还不能用万有引力定律做有实际意义的计算，A错误，B正确；太阳的第八颗行星，即海王星是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各自独立地利用万有引力定律计算出轨道和位置，由德国的伽勒首先发现的，C、D错误．
如图是木星和它周围运行的卫星，测出一颗卫星的轨道半径和周期，怎样计算出木星的质量？
物体所受地球的引力与重力的关系
2．物体在两个特殊位置(1)当物体在赤道上时，F′达到最大值F′max，F′max＝mRω2，此时重力最小；
例1　地球可近似看成球形，地球表面上的物体都随地球自转，下列说法正确的是(　　)A．物体在赤道处受到的地球引力等于两极处，而重力小于两极处B．赤道处的角速度比南纬30°大C．地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大D．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力【答案】A　
变式1　关于地球表面上物体所受到的重力与万有引力的关系，下列说法正确的是(　　)A．物体在赤道上时重力方向与万有引力方向相同，此时万有引力等于重力B．物体在两极时重力方向与万有引力方向相同，此时万有引力等于重力C．物体在地球表面受到的万有引力与重力是一对作用力与反作用力D．地球上的任一物体都会受万有引力、重力和支持力的三个力作用而处于平衡状态
【答案】B　【解析】物体在赤道上时，重力方向与万有引力方向相同，万有引力等于重力与物体随地球自转所需要的向心力的合力，此时万有引力大于重力，故A错误；物体在两极时向心力为零，重力方向与万有引力方向相同，且万有引力等于重力，故B正确；重力是万有引力的一个分力，它们不是作用力与反作用力，C错误；地球上的任一物体都会受万有引力、重力和支持力三个力作用，由于物体随地球自转，处于非平衡状态，故D错误．
例2　(2021年杭州名校检测)某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地高度为h，地球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是(　　)【答案】B　
变式2　已知太阳系中某行星绕太阳的运动可以看成是匀速圆周运动，运行的周期为T，线速度为v，引力常量为G，则太阳的质量可表示为(　　)【答案】B　
例3　(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则(　　)A．b所需向心力最小B．b、c的周期相同且大于a的周期C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度【答案】ABD　
变式3　(2021年宣化名校月考)如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该行星带的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．已知地球的公转周期为一年，下列说法正确的是(　　)
A．太阳对各小行星的引力相同B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C．小行星带内侧小行星的向心加速度大小大于外侧小行星的向心加速度大小D．小行星带内各小行星做圆周运动的线速度大小大于地球公转的线速度大小【答案】C　
1．天体运动参量的对比都是根据万有引力提供向心力列出方程，进行判断．2．天体做圆周运动的各个参量，由轨道半径决定．
科学思维——宇宙中的双星模型1．两个星体做匀速圆周运动所需的向心力是由它们之间的万有引力提供的，故两星体做匀速圆周运动的向心力大小相等．2．两个星体均绕它们连线上的一点做匀速圆周运动，因此它们的运行周期和角速度是相等的．3．两个星体做匀速圆周运动的半径r1和r2与两星体间距L的大小关系为r1＋r2＝L.
例4　宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用而互相绕转，称之为双星系统．设某双星系统中的A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知引力常量为G，若AO>OB，则(　　)B．星球A的向心力大于星球B的向心力
C．星球A的线速度一定小于星球B的线速度D．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期减小【答案】D　【解析】由题可知，双星的角速度相等，根据v＝ωr，且AO>OB，则vA>vB，C错误．双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律知它们的向心力大小相等，B错误．
1．(多选)关于重力和万有引力的关系，下列说法正确的是(　　)A．地面附近物体所受到的重力就是万有引力B．重力是由于地面附近的物体受到地球吸引而产生的C．在不太精确的计算中，可以近似认为重力等于万有引力D．严格来说，重力并不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力【答案】BCD　
【解析】只有在两极地面附近物体所受到的重力才等于万有引力，A错误；重力是由于地面附近的物体受到地球吸引而产生的，B正确；忽略地球自转时，可以近似认为重力等于万有引力，C正确；严格来说重力并不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力，D正确．
2．已知地球绕太阳公转周期为T，公转半径为r，万有引力常量为G，则由此可求出(　　)A．地球的质量　　B．太阳的质量C．地球的密度　　D．太阳的密度【答案】B　
3．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为(　　)【答案】B　
4．已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G.质量为m的导弹被发射到离地面高度为h时，受到地球的万有引力大小为(　　)
5．为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M.已知地球半径R＝6.4×106 m，地球质量m＝6×1024 kg，太阳与地球中心的距离r＝1.5×1011 m，地球公转周期为一年，地球表面处的重力加速度g＝10 m/s2.试估算目前太阳的质量．(保留2位有效数字，引力常量未知)【答案】2.0×1030kg