高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 万有引力理论的成就教学课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册3 万有引力理论的成就教学课件ppt，共50页。PPT课件主要包含了目标体系构建，课前预习反馈，知识点1，“称量”地球的质量，地球对物体的引力，重力加速度，知识点2，计算天体的质量，知识点3，亚当斯等内容，欢迎下载使用。
3．万有引力理论的成就
1．思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转的影响，物体的重力等于___________________。4．推广：若知道某星球表面的_____________和星球_______，可计算出该星球的质量。
1．思路：质量为m的行星绕太阳做匀速圆周运动时，_________________________充当向心力。4．推广：若已知引力常量G，卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可计算出行星的质量。
行星与太阳间的万有引力　
1．海王星的发现英国剑桥大学的学生_________和法国年轻的天文学家_________根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的_______在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星。
发现未知天体及预言哈雷彗星回归
2．其他天体的发现近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了_________、阋神星等几个较大的天体。3．预言哈雷彗星回归英国天文学家哈雷依据_______________，计算了三颗彗星的轨道，并大胆预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为_____年。
『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。(　　)(2)若知道某行星的自转周期和行星绕太阳做圆周运动的轨道半径，则可以求出太阳的质量。(　　)(3)已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量。(　　)
(4)冥王星被称为“笔尖下发现的行星”。(　　)(5)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性。(　　)(6)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。(　　)
『选一选』(多选)下列说法正确的是(　　)A．海王星是人们依据万有引力定律计算出其运行轨道而发现的B．天王星是人们依据万有引力定律计算出其运行轨道而发现的C．天王星的运行轨道偏离，根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D．以上说法都不对
解析：海王星是人们根据万有引力定律计算出其轨道，然后由天文工作者在预言的位置附近观察到的，天王星是人们通过望远镜观察发现的；由于天王星的运行轨道偏离，根据万有引力定律计算出来的轨道，引起了人们的思考，推测天王星轨道外面存在未知行星，进而发现了海王星。故A、C正确，B、D错误。
『想一想』为什么说卡文迪什是“称量地球重量的人”？
(1)假设地球绕太阳做匀速圆周运动，如果知道引力常量G、地球绕太阳运动的周期T和轨道半径r，可以计算出地球的质量吗？(2)如果要估算出太阳的密度，应该知道哪些条件？提示：(1)不可以。(2)引力常量G、太阳半径R、地球绕太阳运动的周期T和轨道半径r。
1．计算天体质量的两种方法(1)重力加速度法②说明：g为天体表面重力加速度。未知星球表面重力加速度通常这样给出：让小球做自由落体、平抛、上抛等运动，从而计算出该星球表面重力加速度。
②说明：这种方法只能求中心天体质量，不能求环绕星体质量，其中T为公转周期，r为轨道半径。
(多选)若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，引力常量为G。则下列说法正确的是(　　)
1．(2022·江苏淮安市高一月考)利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是(　　)A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
如图所示，太阳系的行星在围绕太阳运动。(1)地球、火星等行星绕太阳的运动遵守什么规律？(2)如何比较地球、火星等行星绕太阳的运动的线速度、角速度、周期及向心加速度等各量的大小关系？
提示：(1)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。
1．两条思路(1)万有引力提供天体运动的向心力
由于G和M(地球质量)这两个参数往往不易记住，而g和R容易记住。所以粗略计算时，一般都采用上述代换，这就避开了引力常量G值和地球的质量M值，非常方便。
由以上关系式可知：①卫星的轨道半径r确定后，其相对应的线速度大小、角速度、周期和向心加速度大小是唯一的，与卫星的质量无关，即同一轨道上的不同卫星具有相同的周期、线速度大小、角速度和向心加速度大小。②卫星的轨道半径r越大，v、ω、an越小，T越大，即越远越慢。
应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条件，如地球公转一周时间是365天，自转一周是24小时，其表面的重力加速度约为9.8 m/s2等。
(多选)据英国《卫报》网站报道，在太阳系之外，科学家发现了一颗最适宜人类居住的类地行星，绕恒星橙矮星运行，命名为“开普勒438b”。假设该行星与地球绕恒星均做匀速圆周运动，其运行的周期为地球运行周期的p倍，橙矮星的质量为太阳的q倍。则该行星与地球的(　　)
环绕同一中心天体运动的行星(或卫星)的线速度v、角速度ω、周期T、加速度a均由中心天体的质量及行星(或卫星)的轨道半径r确定。中心天体质量给定时，已知v、ω、T、a、r中的一个，即可求解出其他四个量。
2．(2021·山东潍坊市高一下学期期中)如图为各行星绕太阳运动的轨道示意图，设图中各行星只受到太阳引力作用，绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　)A．水星公转的周期最小B．地球公转的线速度最大C．火星公转的向心加速度最小D．天王星公转的角速度最大
1．(2022·四川高一月考)“天问一号”着陆器落到火星表面后，释放出我国首辆火星车─祝融号。已知火星质量为地球质量的p倍、半径为地球半径的q倍，地球表面的重力加速度为g。不考虑火星的自转，则质量为m的祝融号在火星表面受到火星的引力为(　　)
2．(多选)(2022·山西晋城高一下学期月考)一行星绕某恒星做匀速圆周运动，由天文观测可得，恒星的半径为R，行星的运行周期为T，线速度大小为v，引力常量为G。下列说法正确的是(　　)
3．(2022·山东淄博高一下月考)我国成功实施了“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据。如果该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t，卫星相对月球中心经过的路程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是1弧度，引力常量为G，根据以上数据估算月球的质量是(　　)