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2015年(人教版)物理必修二课件:6.4《万有引力理论的成就》


预习导学 高中物理 · 必修2· 人教版 4 万有引力理论的成就 4 万有引力理论的成就 预习导学 课堂讲义 预习导学 4 万有引力理论的成就 [目标定位] 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用. 2.会用万有引力定律计算天体质量,了解“称量地球质量”“ 计算太阳质量”的基本思路. 3.掌握运用万有引力定律和圆周运动知识分析天体运动问题 的思路. 预习

导学 课堂讲义 预习导学 4 万有引力理论的成就 一、“科学真是迷人” 1.重力与万有引力:若不考虑地球的自转,地面上质量为m 等于 地球对物体的万有引力. 的物体所受的重力_____ Mm G 2 . 2.关系式:mg=_______ R gR2 3.地球质量:M=______ G . 二、计算天体的质量 1.基本思路:行星绕太阳、卫星绕行星做匀速圆周运动的向 万有引力 提供的.测量出环绕周期T 心力是它们间的_________ 和环绕半径r. 预习导学 课堂讲义 预习导学 4 万有引力理论的成就 4π 2r3 GT2 . M=_______ ? ?2π ? ?2 m ? ? r Mm ? T ? , 2. 公式: G =________ 可得中心天体的质量 r2 太阳 的质量;观测卫星的运 3.观测行星的运动,可以计算_____ 行星 的质量. 动,可以计算_____ 温馨提示 想一想 以上方法所求质量为中心天体的质量,中心天 体指处于另一天体(或卫星)做圆周运动的圆心处的天体. 若已知卫星绕地球运动的周期T和卫星到地心的 距离r,可以计算卫星的质量吗? 4π 2 GMm 答案 不可以.因为 2 =m 2 r,等式两边卫星的质量 r T 消去了,只能计算中心天体的质量. 预习导学 课堂讲义 预习导学 4 万有引力理论的成就 三、发现未知天体 1.海王星的发现 亚当斯 和法国年轻的天文学家 英国剑桥大学的学生_______ 勒维耶 根据天王星的观测资料,利用万有引力定律计算 ________ 伽勒 出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日,德国的_____ 在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星. 哈雷彗星 的“按时回归”确立了万有引力 2.海王星的发现和_________ 定律的地位,也成为科学史上的美谈. 预习导学 课堂讲义 预习导学 4 万有引力理论的成就 一、天体的质量和密度的计算 1.天体质量的计算 (1)“自力更生法”: 若已知天体(如地球)的半径 R 和表面 的重力加速度 g,根据物体的重力近似等于天体对物体的 Mm gR2 引力,得 mg= G 2 ,解得天体质量为 M= ,因 g、R R G 是天体自身的参量,故称“自力更生法”. (2)“借助外援法”:借助绕中心天体做圆周运动的行星 或卫星计算中心天体的质量,常见的情况: 2 3 ?2π ? 4 π r Mm ? ?2 G 2 = m? ? r? M= GT2 ,已知绕行天体的 r 和 T 可 r ? T ? 以求 M. 预习导学 课堂讲义 预习导学 2.天体密度的计算 4 万有引力理论的成就 4π 2r3 若天体的半径为 R, 则天体的密度 ρ= , 将 M= 2 4 GT π R3 3 3π r3 代入上式可得 ρ= 2 3. GT R 特殊情况,当卫星环绕天体表面运动时,其轨道半径 r 可 3π 认为等于天体半径 R,则 ρ= 2. GT 注意:(1)计算天体的质量的方法不仅适用于地球,也适用于 M 其他任何星体.

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