教科版高中物理必修第二册精品课件 第三章 万有引力定律 3 预言未知星体 计算天体质量.pptVIP

3预言未知星体计算天体质量第三章

内容索引0102基础落实?必备知识全过关重难探究?能力素养全提升03学以致用?随堂检测全达标

课标要求1.了解万有引力定律在天文学上的应用,预言未知星体。(科学探究)2.会用万有引力定律计算天体的质量和密度。(科学思维)3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法。(科学思维)

基础落实?必备知识全过关

一、预言彗星回归,预言未知星体1.预言哈雷彗星回归英国天文学家哈雷依据万有引力定律,计算了彗星的轨道,指出它与1531年、1607年出现的彗星是同一颗,并预言它将于1758年再次出现。它的下次来访将是在2062年。?2.海王星的发现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根据天王星的观测资料,各自独立预言了在天王星之外还有一颗未知行星,并计算了未知行星的质量、轨道和位置。1846年9月23日晚,德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星。“笔尖下发现的行星”?

易错辨析判一判(1)海王星的发现和彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位。(√)(2)天王星是依据万有引力定律计算的轨道而发现的。(×)解析人们依据万有引力定律计算的轨道发现的是海王星而不是天王星。(3)牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道。(×)解析计算出海王星轨道的是亚当斯和勒维耶。

合格考试练一练下列说法正确的是(D)A.海王星是人们直接应用万有引力定律计算出轨道而发现的B.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C.海王星是人们经过长期的太空观测而发现的D.天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差,其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用,由此人们发现了海王星

解析由行星的发现历史可知,天王星并不是根据万有引力定律计算出轨道而发现的,海王星不是通过观测发现,也不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的,而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差,然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道,从而发现了海王星。由此可知,A、B、C错误,D正确。

二、计算天体质量(一)“称量”地球质量考虑自转时万有引力不等于重力1.思路:若不考虑地球自转的影响,地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力。?3.结果:,只要知道g、R、G的值,就可计算出地球的质量。4.推广:已知引力常量G,若知道某星球表面的重力加速度和星球半径,可计算出该星球的质量。

(二)计算太阳的质量1.思路:质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动,向心力由它们之间的万有引力提供。?4.推广:已知引力常量G,只要测得卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离,就可计算行星的质量。知三求一

易错辨析判一判(1)地球表面的物体的重力一定等于地球对它的万有引力。(×)解析不考虑自转时,物体的重力等于地球对它的万有引力。(2)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。(×)解析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太阳的质量。

合格考试练一练1.地球质量是多少?这不可能用天平称量,但是可以通过万有引力定律来“称量”。已经测得地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,英国物理学家卡文迪许测出了引力常量G,若不考虑地球自转的影响,地球的质量为(A)

2.假设冥王星的卫星绕冥王星做匀速圆周运动,除了引力常量外,至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量,这两个物理量可以是(A)A.卫星的速度和角速度B.卫星的质量和轨道半径C.卫星的质量和角速度D.卫星的质量和运行周期

重难探究?能力素养全提升

探究一天体的质量和密度的计算【情境探究】我们测量物体质量的常用工具如图所示,地球这么大,我们如何“称量”地球的质量呢?卡文迪许在实验室测出了引力常量G的值,他称自己是“可以称量地球质量的人”。他“称量”的依据是什么?

要点提示若忽略地球自转的影响,在地球表面上物体受到的重力等于地球对物体的万有引力,因为地球表面的重力加速度g已知,地球的半径R已知,

【方法突破】1.天体质量的计算方法

2.天体密度的计算方法名师点睛利用万有引力提供向心力的方法只能求出中心天体的质量而不能求出做圆周运动的卫星或行星的质量。

【应用体验】典例1(多选)若已知引力常量为G,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,地球上一个昼夜的时间为T1(地球自转周期),一年的时间为T2(地球公转周期),地球中心到月球中心的距离为L1,地球中心到太阳中心的距离为L2,下列说法正确的是(BD)

针对训练12021年2月10日,我国首次