2022年高中物理 第六章 第四节 万有引力理论的成就学案新人教版必修1

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1、2022年高中物理 第六章 第四节 万有引力理论的成就学案新人教版必修1班级：_ 姓名：_ 小组：_学习目标1.了解重力等于万有引力的条件。2.会用万有引力定律求中心天体的质量。3.会求解天体的密度。4.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。自主学习1.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 对物体的 ，即mg= ，式中M是地球的质量，R是地球的半径，由此可得出地球的质量M= 。2.将行星绕太阳的运动近似看成 运动，行星做圆周运动的向心力由 提供，则有 ，式中M是 的质量，m是 的质量，r是 ，也就是行星和太阳中心的距离，T是 。由此可得出太阳的质量为： 。同样的道理，

2、如果已知卫星绕行星运动的 和卫星与行星之间的 ，也可以计算出行星的质量。3.太阳系中，观测行星的运动，可以计算 的质量；观测卫星的运动，可以计算 的质量。4.18世纪，人们发现太阳系的第七个行星天王星的运行轨道有些古怪：根据万有引力定律计算出的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。据此，人们推测，在天王星轨道的外面还有一颗未发现的行星，它对天王星的 使其轨道产生了偏离。英国的亚当斯和法国的勒维耶各自独立地利用万有引力定律计算出了影响天王星的新星的轨道，后来人们在其预言的位置附近发现了 ，人们称其为“笔尖上发现的行星”。5.应用万有引力定律解决天体运动问题的两条思路如下。（1)地面及其附近物体的重力

3、近似等于物体与地球间的 ，即=mg，mg= （m在M的表面上)，即（2)把天体（行星或卫星)的运动近似看成是 运动，向心力由它们之间的 提供，即，可以用来计算天体的质量。基本公式： =m=mr。自我检测1.利用下列数据，可以计算出地球质量的是（ ）A.已知地球的半径R和地面的重力加速度gB.已知地球的半径R和月球绕地球做圆周运动的周期TC.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和线速度vD.已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T2.下列说法正确的是（ ）A.海王星是人们直接应用万有引力定律计算的轨道而发现的B.天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的C.海王星是人们经过长期的太空观

4、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，人们发现了海王星课内探究一、“科学真是迷人”1.为什么把卡文迪许称为“能够称出地球重量的人”？2.设地面附近的重力加速度g=9.8 ,地球半径 m，引力常量 N,试估算地球的质量。3.著名文学家马克吐温曾满怀激情地说：“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获!”对此，你是怎样理解的？二、计算天体的质量1.行星绕太阳做什么运动？而我们通常可以认为行星做什么运动？2.行星绕太阳做圆周运动的向心力是由什么力提供的？3.描述匀速圆周运动的物理量有哪些？4.应用万有引

5、力定律求解太阳质量的基本思路是什么?5.若已知某行星的质量为m，轨道半径为r，公转周期为T，引力常量为G，请用以上物理量表示太阳的质量。6.由行星的运动情况求解太阳质量的方法能否推广为求解天体质量的一般方法?7.以月球绕地球运行为例，写出三种求解地球质量的表达式，并说明公式中各物理量的含义?（1）若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，半径为r,根据万有引力提供向心力，有 则地球质量= 。（2）若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径r和月球运行的线速度v，由于地球对月球的引力提供月球做匀速圆周运动的向心力，得G= 。解得地球的质量= （3）若已知月球运行的线速度v和运行周期T，由于地球对月球的引力提供月球做匀速圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律得G= 。 G= 。以上两式消去r,解得= 。三、发现未知天体1.海王星为什么被称为“笔尖上发现的行星”？2.通过阅读教材内容，总结应用万有引力定律发现的星体有哪些？有何意义