物理人教版必修二 第六章第四節(jié)《萬有引力理論的成就》課件

歡迎進入物理課堂 第四節(jié)萬有引力理論的成就 學習目標 1 了解重力等于萬有引力的條件 2 會用萬有引力定律求中心天體的質(zhì)量 3 了解萬有引力定律在天文學上的重要應用 重點難點 1 利用萬有引力定律對天體進行有關(guān)計算 2 萬有引力定律與牛頓第二定律綜合解決圓周運動問題 成功發(fā)現(xiàn)由以上探究過程可以看出 1 若已知衛(wèi)星繞行星做圓周運動的軌道半徑和周期 則可計算行星的質(zhì)量 2 根據(jù)圓周運動的情景 可以求出 的質(zhì)量 但不能求 的質(zhì)量 中心天體 繞行星體 三 發(fā)現(xiàn)未知天體1 18世紀 人們觀測到太陽系第七顆行星 的軌道和用萬有引力定律計算出來的軌道有一些偏差 2 根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的天體的運行軌道結(jié)合萬有引力定律推算出還沒發(fā)現(xiàn)的未知天體的軌道 如 和 就是這樣發(fā)現(xiàn)的 天王星 海王星 冥王星 3 海王星和冥王星的軌道與計算結(jié)果不完全符合 因此人們猜測在冥王星外側(cè)還有未發(fā)現(xiàn)的大行星 注意 海王星和哈雷彗星的 按時回歸 最終確立了萬有引力定律的地位 特別提醒 1 計算天體的質(zhì)量的方法不僅適用于地球 也適用于其他任何星體 注意方法的拓展應用 明確計算出的是中心天體的質(zhì)量 2 要注意R r的區(qū)分 R指中心天體的半徑 r指行星或衛(wèi)星的軌道半徑 若繞近地軌道運行 則有R r 2012 包頭一中高一檢測 在某行星上 宇航員用彈簧秤稱得質(zhì)量為m的砝碼重力為F 乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行 測得其環(huán)繞周期為T 根據(jù)這些數(shù)據(jù)求該星球的質(zhì)量 思路點撥 解答該題應明確兩個關(guān)系 1 在行星表面物體的重力等于星球?qū)λ娜f有引力 2 在行星表面附近飛船飛行的向心力由萬有引力提供 變式訓練1 2012 高考福建卷 一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動 其線速度大小為v 假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質(zhì)量為m的物體重力 物體靜止時 彈簧測力計的示數(shù)為N 已知引力常量為G 則這顆行星的質(zhì)量為 2012 高考浙江卷 如圖6 4 1所示 在火星與木星軌道之間有一小行星帶 假設該帶中的小行星只受到太陽的引力 并繞太陽做勻速圓周運動 下列說法正確的是 圖6 4 1 A 太陽對各小行星的引力相同B 各小行星繞太陽運動的周期均小于一年C 小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于外側(cè)小行星的向心加速度值D 小行星帶內(nèi)各小行星圓周運動的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值 答案 C 變式訓練2 如圖6 4 2所示 a b c是在地球大氣層以外圓形軌道上運動的三顆衛(wèi)星 a和b質(zhì)量相等 且小于c的質(zhì)量 則下列說法錯誤的是 圖6 4 2 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的線速度大小相等 且小于a的線速度 雙星運動問題1 雙星所需的向心力由雙星間的萬有引力提供 因此雙星做圓周運動的向心力大小相等 2 雙星繞其連線上的某點做圓周運動的角速度大小相等 3 雙星繞行半徑的和等于雙星間的距離 4 雙星始終與它們共同的圓心在同一條直線上 經(jīng)典案例 10分 宇宙中兩顆相距較近的天體稱為 雙星 它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動 而不至于因萬有引力的作用吸引到一起 設二者的質(zhì)量分別為m1和m2 二者相距為L 求 1 雙星的軌道半徑之比 2 雙星的線速度之比 3 雙星的角速度 思路點撥 這兩顆星必須各以一定速率繞某一中心轉(zhuǎn)動才不至于因萬有引力作用而吸引在一起 所以兩天體間距離L應保持不變 二者做圓周運動的角速度 必須相同 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全