物理（人教版必修2）課件第6章第4節(jié)萬(wàn)有引力理論的成就

第六章萬(wàn)有引力與航天第4節(jié)萬(wàn)有引力理論的成就學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1.會(huì)用萬(wàn)有引力定律求中心天體的質(zhì)量．2．掌握解決天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的兩條思路．3．了解萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用.1.理解“稱量地球質(zhì)量”“計(jì)算太陽(yáng)質(zhì)量”的思路是本節(jié)的重點(diǎn)．2．掌握天體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律是本節(jié)又一重點(diǎn)．3．運(yùn)用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)分析天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題是本節(jié)的難點(diǎn).一、“科學(xué)真是迷人”閱讀教材“科學(xué)真迷人”部分，回答下列問(wèn)題．1．要想測(cè)量物體的質(zhì)量，你能說(shuō)出幾種方法？提示：可直接測(cè)量，也可間接測(cè)量．重力萬(wàn)有引力3．如圖所示是卡文迪許測(cè)量引力常量的示意圖．卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)量幾個(gè)鉛球之間的作用力，測(cè)出了引力常量G的值，從而“稱量”出了地球的質(zhì)量．試根據(jù)以上情景分析討論以下問(wèn)題：(1)卡文迪許測(cè)出G后，他是怎樣“稱量”地球的質(zhì)量的呢？(2)已知地面附近的重力加速度g＝9.8m/s2，地球半徑R＝6.4×106m，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，試估算地球的質(zhì)量．4．思考：地面上物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力有什么關(guān)系？如圖所示，人站在地球的不同位置，比如赤道、兩極或者其他位置．(1)人站在地球的不同位置，受到的萬(wàn)有引力大小一樣嗎？提示：計(jì)算地球?qū)ζ浔砻娓浇矬w的引力時(shí)，地球可近似看作球體，故可以為同一個(gè)人站在地球的不同位置時(shí)受到的萬(wàn)有引力大小一樣．二、計(jì)算天體的質(zhì)量1．剛剛我們用了如此精妙的方法，稱出了地球的質(zhì)量．太陽(yáng)的質(zhì)量更大，要想測(cè)量太陽(yáng)的質(zhì)量，用剛才的方法可以嗎？若已知某行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道半徑r和周期T怎樣測(cè)出太陽(yáng)的質(zhì)量？2．歸納：應(yīng)用萬(wàn)有引力定律求解天體質(zhì)量的基本思路．(1)把天體的運(yùn)動(dòng)看作__________圓周運(yùn)動(dòng)．(2)萬(wàn)有引力充當(dāng)__________力．勻速

向心

3．思考：(1)教材圖6.41中，測(cè)木星的質(zhì)量，需要知道衛(wèi)星的質(zhì)量嗎？(2)月球圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，能否求出月球的質(zhì)量？怎樣才能求出月球的質(zhì)量？提示：不能．可找一個(gè)圍繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，測(cè)出其軌道半徑和運(yùn)行周期即可求出月球的質(zhì)量．三、發(fā)現(xiàn)未知天體1．已發(fā)現(xiàn)天體的軌道推算18世紀(jì)，人們觀測(cè)到太陽(yáng)系第七個(gè)行星——天王星的軌道和用________________計(jì)算出來(lái)的軌道有一些偏差．2．未知天體的發(fā)現(xiàn)根據(jù)已發(fā)現(xiàn)的天體的運(yùn)行軌道結(jié)合萬(wàn)有引力定律推算出未知天體的________，如海王星、冥王星就是這樣發(fā)現(xiàn)的．萬(wàn)有引力定律

軌道

2．在離地球表面一定高度處，萬(wàn)有引力與重力有何關(guān)系？提示：相等．

設(shè)地球表面重力加速度為g0，物體在距離地心4R(R是地球的半徑)處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為g，則g/g0為(

)A．1

B．1/9C．1/4 D．1/16

答案：D答案：BD探究二天體質(zhì)量和密度的計(jì)算1．利用萬(wàn)有引力定律求天體質(zhì)量的基本思路是什么？提示：把天體的運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力．2．寫(xiě)出利用萬(wàn)有引力定律求天體質(zhì)量的基本公式？

假設(shè)在半徑為R的某天體上發(fā)射一顆該天體的衛(wèi)星，若它貼近該天體的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)1，已知引力常量為G，則該天體的密度是多少？若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h，測(cè)得在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)2，則該天體的密度又是多少？【題后總結(jié)】求天體的密度，關(guān)鍵在于求天體的質(zhì)量，而求天體質(zhì)量時(shí)主要利用萬(wàn)有引力定律處理天體運(yùn)動(dòng)的兩條思路，同時(shí)要注意對(duì)題目隱含條件的挖掘，如繞星體表面運(yùn)行時(shí)有r＝R星以及地球的公轉(zhuǎn)周期、自轉(zhuǎn)周期，月球的周期等．2．(2016·海南卷)(多選)通過(guò)觀測(cè)冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量．假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量．這兩個(gè)物理量可以是(

)