高中物理64萬有引力理論的成就精講優(yōu)練課型課件新人教版必修2(已修改)
2024-12-03 23:18 本頁(yè)面
【正文】 4 萬有引力理論的成就 一、計(jì)算天體的質(zhì)量 ： (1)思路：地球表面的物體，若不考慮地球自轉(zhuǎn)，物體的重力等于地 球?qū)ξ矬w的萬有引力。 (2)關(guān)系式： mg=______。 (3)結(jié)果： M=______，只要知道 g、 R、 G的值，就可計(jì)算出地球的質(zhì) 量。 2MmGR2gRG： (1)思路：質(zhì)量為 m的行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 時(shí)，行星與太陽間的萬有引力充當(dāng)向心力。 (2)關(guān)系式： =______。 (3)結(jié)論： M=_______，只要知道行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期 T和半徑 r就 可以計(jì)算出太陽的質(zhì)量。 (4)推廣：若已知衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的周期 T和衛(wèi)星與行星之間的距離 r，可計(jì)算行星的質(zhì)量 M，公式是 M=______。 2MmGr224mrT?2324rGT?2324rGT?【 想一想 】 知道行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期 T和軌道半 徑 r能計(jì)算出行星的質(zhì)量嗎？ 提示： 不能，由 可見公式無法推導(dǎo) m， 行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期 T和半徑 r與行星質(zhì)量無關(guān)。 222 2 2 2Mm 4 M 4G m r G rr T r T????可 得 ，二、發(fā)現(xiàn)未知天體 ：英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生 _______和法國(guó)年輕的天文學(xué) 家 _______根據(jù)天王星的觀測(cè)資料，利用萬有引力定律計(jì)算出天王星 外 “ 新 ” 行星的軌道。 1846年 9月 23日，德國(guó)的 _____在勒維耶預(yù)言 的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星 —— 海王星。 ：近 100年來，人們?cè)诤Ｍ跣堑能壍乐庥职l(fā)現(xiàn)了 _______、鬩神星等幾個(gè)較大的天體。 亞當(dāng)斯 勒維耶 伽勒 冥王星 【 判一判 】 (1)天王星是依據(jù)萬有引力定律計(jì)算的軌道而發(fā)現(xiàn) 的。 ( ) (2)海王星的發(fā)現(xiàn)確立了萬有引力定律的地位。 ( ) (3)牛頓根據(jù)萬有引力定律計(jì)算出了海王星的軌道。 ( ) 提示： (1) 。人們依據(jù)萬有引力定律計(jì)算的軌道發(fā)現(xiàn)的是海王星等，不是天王星。 (2)√ 。海王星的發(fā)現(xiàn)有力證實(shí)了萬有引力定律的正確性。 (3) 。計(jì)算出海王星軌道的是亞當(dāng)斯和勒維耶。 一、天體質(zhì)量和密度的計(jì)算 思考探究： 觀察下面圖片，請(qǐng)思考： (1)如果知道自己的重力，你能求出地球的質(zhì)量嗎？如果能，還需要知道哪些物理量？ (2)如何能測(cè)得地球的密度呢？ 提示： (1)能，若知道自己的重力，就能結(jié)合自己的質(zhì)量確定該處地 球的重力加速度 g，再結(jié)合地球的半徑和萬有引力常量 G，就能依據(jù) mg= 計(jì)算地球的質(zhì)量。 (2)求出地球的質(zhì)量，再結(jié)合地球的半徑，依據(jù) 可計(jì) 算地球的密度。 2MmGR3M4 R3???【 歸納總結(jié) 】 ： “ 自力更生法 ” “ 借助外援法 ” 情景 已知天體 (如地球 )的半徑 R和天體 (如地球 )表面的重力加速度 g 行星或衛(wèi)星繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng) “ 自力更生法 ” “ 借助外援法 ” 思路 物體的重力近似等于天體 (如地球 )與物體間的萬有引力： 行星或衛(wèi)星受到的萬有引力充當(dāng)向心力： 2Mmm g GR?222222M m vGmrrMmG m rrM m 2G m ( ) rrT?????或或“ 自力更生法 ” “ 借助外援法 ” 結(jié)果 天體 (如地球 )質(zhì)量： 中心天體質(zhì)量： 2gRMG?232232rvMGrMG4rMGT?????或或： (1)一般思路：若天體半徑
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