高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第三节 万有引力定律的应用课文配套课件ppt

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第二册第三节 万有引力定律的应用课文配套课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了椭球体，向心力，亚当斯，勒威耶，海王星，哈雷彗星，万有引力，中心天体，答案B，答案D等内容，欢迎下载使用。
一、预测地球形状　预测未知天体1．填一填(1)牛顿通过万有引力定律的理论计算，大胆预测：地球由于自转作用，赤道部分应该隆起，成为两极扁平的 。(2)地面附近物体受地球引力的大小为 ，引力可以分解为 和物体随地球自转所需的 。物体从两极移向赤道时重力 。
(3)海王星的发现。英国剑桥大学的学生 和法国青年天文学家 ，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，柏林天文台的望远镜在他们计算出来的轨道位置附近发现了这颗行星——海王星。(4)预言哈雷彗星回归。英国天文学家 ，依据万有引力定律计算彗星轨道，准确预言了彗星的回归时间。(5)意义： 的发现和 的“按时回归”确立了万有引力定律的地位。
2．判一判(1)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。 ( )(2)天体的运动是无法预测的。 ( )(3)哈雷彗星的回归有一定的周期。 ( )
3．选一选科学家们推测，太阳系有颗行星和地球在同一轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”，由以上信息我们可以推知(　　 )A．这颗行星的质量等于地球的质量B．这颗行星的密度等于地球的密度C．这颗行星的公转周期与地球公转周期相等D．这颗行星的自转周期与地球自转周期相等
解析：由题意知，该行星和地球一样绕太阳运行，且该行星、太阳、地球始终在同一直线上，说明该行星与地球有相同的公转周期，C选项正确；但根据所给条件，无法进一步判断这颗行星与地球的自转周期、质量、密度是否相等。答案：C　
2．判一判(1)利用地球绕太阳做匀速圆周运动的信息，可求出地球的质量。 ( )(2)行星做匀速圆周运动的轨道半径越大，太阳的质量就越大。 ( )(3)通过观测卫星绕地球的运转的周期和轨道半径可以计算出地球的质量。 ( )3．想一想若已知月球绕地球转动的周期T和半径r，由此可以求出地球的质量吗？能否求出月球的质量呢？
探究(一)　　天体质量和密度的计算[问题驱动]如图甲所示是站在地球上的某个人；如图乙所示为太阳、地球、月球的运行关系图，即地球围绕太阳公转，月球围绕地球公转。思考以下问题：
(1)如果知道该人的重力，能求出地球的质量吗？如果不能，还需要知道哪些物理量？(2)能求得地球的密度吗？怎样求？
(3)如果利用地球围绕太阳公转，能计算哪个天体的质量，需要估测哪些量？(4)如果利用月球围绕地球公转，能计算哪个天体的质量，需要估测哪些量？
(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：
半径为R的某天体的一颗卫星距该天体表面的高度为h，测得卫星在该高度做圆周运动的周期为T，已知引力测量为G，求该天体的质量和密度。
[迁移·发散]1．在上述典例中，假设在该天体上发射一颗贴近该天体的表面做匀速圆周运动的卫星，它的周期为T0 。求该天体的质量和密度。
2．若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。求：(不考虑月球自转的影响)(1)月球表面的自由落体加速度大小g月；(2)月球的质量M；(3)月球的密度。
[素养训练]1．已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有(　　)A．月球的质量 B．地球的质量C．地球的半径 D．地球的密度
2．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．5×1017 kg B．5×1026 kgC．7×1033 kg D．4×1036 kg
3．(2021·广东高考)2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是(　　)A．核心舱的质量和绕地半径B．核心舱的质量和绕地周期C．核心舱的绕地角速度和绕地周期D．核心舱的绕地线速度和绕地半径
探究(二)　天体运动的分析与计算[问题驱动]如图所示为太阳系的其中六个行星围绕太阳运动的示意图。请思考：(1)地球、火星等行星绕太阳的运动遵守什么规律？提示：地球、火星等行星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，万有引力提供向心力。(2)如何比较地球、火星等行星绕太阳运动的线速度、角速度、周期及向心加速度等各量的大小关系？
3．天体的运动参量与轨道半径r的关系分析
(2023·广东高考)如图甲所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图乙所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是(　　)
天体运动参量的比较问题的两点提醒 (1)相比较的不同天体必须是绕同一中心天体做匀速圆周运动。(2)对于同一个运动天体，只要轨道半径r改变，天体运动的加速度a、线速度v、角速度ω和周期T都随之改变——“牵一发(r)而动全身(a、v、ω、T)”。
[素养训练]1．(2023·广东1月学考)中国空间站运行轨道近似为圆形。为补充物资，货运飞船需定期与空间站交会对接，对接后形成的组合体仍在原轨道运行。与对接前的空间站相比，组合体运行(　　)A．周期变大 B．线速度变大C．向心加速度变大 D．所需的向心力变大
2．如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。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值大于外侧小行星的向心加速度值D．小行星带内各小行星做圆周运动的线速度值均大于地球公转的线速度值
一、培养创新意识和创新思维[选自鲁科版新教材课后习题]下表给出了五颗卫星绕木星运行的数据，这些卫星的运动可近似视为圆周运动。
(1)请根据表中数据定性描述：卫星运行周期与轨道半径之间的关系，卫星运行周期与卫星质量之间的关系。(2)请用物理规律来证明你的上述分析。