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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教学演示ppt课件
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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教学演示ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了地球自转，地面的重力加速度g，地球的半径R，引力常量G，万有引力，海王星，预测和观察，海王星的发现，潮汐现象，万有引力定律等内容，欢迎下载使用。
3 万有引力理论的成就
知识点一 “称量”地球的质量
2.如图所示,月球绕地球做匀速圆周运动,月球球心到地球球心的距离为r=4×108 m,月球绕地球运行的周期为T=30 d,根据这些条件能否求得地球的质量?运用哪些物理规律?选谁为研究对象?
知识点二 计算天体的质量
被人们称为“笔尖下发现的行星”,此行星的发现过程充分显示了 对于 的巨大指导作用,所用的“ ”的方法指导人们寻找新的天体.
知识点三 发现未知天体
知识点四 预言哈雷彗星回归
1.哈雷大胆预言,某颗彗星的周期约为 年.2. 和 确立了万有引力定律的地位.3.万有引力定律的其他应用:牛顿还用月球和太阳的万有引力解释了 ,用 和其他力学定律,推测地球呈赤道处略为隆起的扁平形状.万有引力定律可以用于分析地球表面 微小差异的原因,以及指导重力探矿.
哈雷彗星的“按时回归”
1.地球表面的物体所受的重力就是物体所受的万有力.( )2.绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力.( )3.已知地球绕太阳运动的周期和地球到太阳的距离,可以计算地球的质量.( )4.利用月球绕地球转动,可求地球的质量.( )
5.海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.( )6.天王星是依据万有引力定律计算的轨道而发现的.( )7.牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道.( )8.冥王星被称为“笔尖下发现的行星”.( )
探究一 天体质量和密度的计算
若已知引力常量G,则利用下列哪组数据可以计算天体的质量和密度?若能计算,则列式计算.若不能计算,则说明理由.
1.天体表面的重力加速度g和天体的半径R.
结论:利用该组数据可以计算天体的质量和密度.
2.天体卫星的轨道半径r和卫星的运行周期T及天体的半径R.
3.天体卫星的轨道半径r和线速度v及天体的半径R.
(2)环绕法.借助环绕中心天体做圆周运动的行星(或卫星)计算中心天体的质量,俗称“借助外援法”,常见的情况如下表.
【典例1】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.地球的半径及表面重力加速度(不考虑地球自转)B.人造卫星在地面附近绕地球做匀速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轨道半径D.地球绕太阳做圆周运动的周期及轨道半径
探究二 天体运动的分析与计算
当火星、地球和太阳处于三点一线时,会上演“火星冲日”的天象奇观.这时,火星和太阳分别位于地球的两边,如图所示.
1.发生“火星冲日”时,火星和地球谁的速度大?
2.再经过一年时间,火星是否又回到了原位置?
【典例2】(2022·广东卷)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季.假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一,且火星的冬季时长约为地球的1.88倍.火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动.下列关于火星、地球公转的说法正确的是 ( )A.火星公转的线速度比地球的大B.火星公转的角速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小D.火星公转的加速度比地球的小
宇宙中往往会有相距较近、质量相差不多的两颗星球,它们离其他星球都较远,因此其他星球对它们的万有引力可以忽略不计.在这种情况下,两星球将围绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动,这种结构叫作“双星”,如图所示,A、B相距为l.
1.A做匀速圆周运动的向心力和B做匀速圆周运动的向心力是什么关系?
答案:A做匀速圆周运动的向心力是由B对它的万有引力提供的,B做匀速圆周运动的向心力是由A对它的万有引力提供的.根据牛顿第三定律,A、B做匀速圆周运动的向心力大小相等,方向相反,在同一条直线上.
2.A、B做匀速圆周运动的半径相等吗?
【典例3】宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,而不至于因为万有引力的作用吸引到一起.设二者的质量分别为m1和m2,二者相距为l,求:(1)双星的轨道半径之比;(2)双星的线速度之比;(3)双星的向心加速度之比.
答案:(1)m2∶m1 (2)m2∶m1 (3)m2∶m1
2.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行,要测定该行星的密度,已知引力常量G,仅仅需要( )A.测定飞船的运行周期 B.测定飞船的环绕半径C.测定行星的体积 D.测定飞船的运行速度
3.美国国家航空航天局通过开普勒空间望远镜发现了“迄今最接近地球”的系外行星开普勒-452b.开普勒-452b围绕一颗类似太阳的恒星做匀速圆周运动,公转周期约为385天(约3.3×107 s),轨道半径约为1.5×1011 m,已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,利用以上数据可以估算类似太阳的恒星的质量约为( )A.1.8×1030 kg B.1.8×1027 kgC.1.8×1024 kg D.1.8×1021 kg
4.人造地球卫星以地心为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A.轨道半径越大,线速度越小,周期越小B.轨道半径越大,线速度越小,周期越大C.所有卫星的线速度均是相同的,与轨道半径无关D.所有卫星的角速度均是相同的,与轨道半径无关
6.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.如图所示,某双星系统中A、B两颗恒星围绕它们连线上的固定点O分别做匀速圆周运动,在运动中恒星A、B的中心和O三点始终共线,下列说法正确的是( )
A.恒星A的角速度比恒星B的角速度小B.恒星A的线速度比恒星B的线速度小C.恒星A受到的向心力比恒星B受到的向心力小D.恒星A的质量比恒星B的小
3 万有引力理论的成就
知识点一 “称量”地球的质量
2.如图所示,月球绕地球做匀速圆周运动,月球球心到地球球心的距离为r=4×108 m,月球绕地球运行的周期为T=30 d,根据这些条件能否求得地球的质量?运用哪些物理规律?选谁为研究对象?
知识点二 计算天体的质量
被人们称为“笔尖下发现的行星”,此行星的发现过程充分显示了 对于 的巨大指导作用,所用的“ ”的方法指导人们寻找新的天体.
知识点三 发现未知天体
知识点四 预言哈雷彗星回归
1.哈雷大胆预言,某颗彗星的周期约为 年.2. 和 确立了万有引力定律的地位.3.万有引力定律的其他应用:牛顿还用月球和太阳的万有引力解释了 ,用 和其他力学定律,推测地球呈赤道处略为隆起的扁平形状.万有引力定律可以用于分析地球表面 微小差异的原因,以及指导重力探矿.
哈雷彗星的“按时回归”
1.地球表面的物体所受的重力就是物体所受的万有力.( )2.绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力.( )3.已知地球绕太阳运动的周期和地球到太阳的距离,可以计算地球的质量.( )4.利用月球绕地球转动,可求地球的质量.( )
5.海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.( )6.天王星是依据万有引力定律计算的轨道而发现的.( )7.牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道.( )8.冥王星被称为“笔尖下发现的行星”.( )
探究一 天体质量和密度的计算
若已知引力常量G,则利用下列哪组数据可以计算天体的质量和密度?若能计算,则列式计算.若不能计算,则说明理由.
1.天体表面的重力加速度g和天体的半径R.
结论:利用该组数据可以计算天体的质量和密度.
2.天体卫星的轨道半径r和卫星的运行周期T及天体的半径R.
3.天体卫星的轨道半径r和线速度v及天体的半径R.
(2)环绕法.借助环绕中心天体做圆周运动的行星(或卫星)计算中心天体的质量,俗称“借助外援法”,常见的情况如下表.
【典例1】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.地球的半径及表面重力加速度(不考虑地球自转)B.人造卫星在地面附近绕地球做匀速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轨道半径D.地球绕太阳做圆周运动的周期及轨道半径
探究二 天体运动的分析与计算
当火星、地球和太阳处于三点一线时,会上演“火星冲日”的天象奇观.这时,火星和太阳分别位于地球的两边,如图所示.
1.发生“火星冲日”时,火星和地球谁的速度大?
2.再经过一年时间,火星是否又回到了原位置?
【典例2】(2022·广东卷)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季.假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一,且火星的冬季时长约为地球的1.88倍.火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动.下列关于火星、地球公转的说法正确的是 ( )A.火星公转的线速度比地球的大B.火星公转的角速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小D.火星公转的加速度比地球的小
宇宙中往往会有相距较近、质量相差不多的两颗星球,它们离其他星球都较远,因此其他星球对它们的万有引力可以忽略不计.在这种情况下,两星球将围绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动,这种结构叫作“双星”,如图所示,A、B相距为l.
1.A做匀速圆周运动的向心力和B做匀速圆周运动的向心力是什么关系?
答案:A做匀速圆周运动的向心力是由B对它的万有引力提供的,B做匀速圆周运动的向心力是由A对它的万有引力提供的.根据牛顿第三定律,A、B做匀速圆周运动的向心力大小相等,方向相反,在同一条直线上.
2.A、B做匀速圆周运动的半径相等吗?
【典例3】宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,而不至于因为万有引力的作用吸引到一起.设二者的质量分别为m1和m2,二者相距为l,求:(1)双星的轨道半径之比;(2)双星的线速度之比;(3)双星的向心加速度之比.
答案:(1)m2∶m1 (2)m2∶m1 (3)m2∶m1
2.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行,要测定该行星的密度,已知引力常量G,仅仅需要( )A.测定飞船的运行周期 B.测定飞船的环绕半径C.测定行星的体积 D.测定飞船的运行速度
3.美国国家航空航天局通过开普勒空间望远镜发现了“迄今最接近地球”的系外行星开普勒-452b.开普勒-452b围绕一颗类似太阳的恒星做匀速圆周运动,公转周期约为385天(约3.3×107 s),轨道半径约为1.5×1011 m,已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,利用以上数据可以估算类似太阳的恒星的质量约为( )A.1.8×1030 kg B.1.8×1027 kgC.1.8×1024 kg D.1.8×1021 kg
4.人造地球卫星以地心为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A.轨道半径越大,线速度越小,周期越小B.轨道半径越大,线速度越小,周期越大C.所有卫星的线速度均是相同的,与轨道半径无关D.所有卫星的角速度均是相同的,与轨道半径无关
6.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.如图所示,某双星系统中A、B两颗恒星围绕它们连线上的固定点O分别做匀速圆周运动,在运动中恒星A、B的中心和O三点始终共线,下列说法正确的是( )
A.恒星A的角速度比恒星B的角速度小B.恒星A的线速度比恒星B的线速度小C.恒星A受到的向心力比恒星B受到的向心力小D.恒星A的质量比恒星B的小
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