《人教 高一物理 必修2--第六章 4 万有引力理论的成就》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教 高一物理 必修2--第六章 4 万有引力理论的成就（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第六章 万有引力与航天 目标定位 1 了解万有引力定律在天文学上的重要应用 2 理解 计算天体质量 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 学案4万有引力理论的成就 知识探究 自我检测 知识探究 一 称量 地球质量 问题设计 1 卡文迪许在实验室测量出了引力常量G的值 他自称是可以称量地球质量的人 他 称量 的依据是什么 2 设地面附近的重力加速度g 9 8m s2 地球半径R 6 4 106m 引力常量G 6 67 10 11N m2 kg2 试估算地球的质量 要点提炼 1 地球质量的计算 2 其他星球质量的计算若已知天体的半径R和天体表面的重力加速度g 与
2、地球质量的计算方法类似 即可计算出此天体的质量M 二 计算天体的质量和密度 问题设计 1 由天文观察知 某行星绕太阳运行的轨道半径为r 运行周期为T 则太阳的质量多大 2 已知天体的质量和半径 如何得到天体的平均密度 要点提炼 1 计算天体质量的方法 2 天体密度的计算方法 1 由天体表面的重力加速度g和半径R 求此天体的密度 三 天体运动的分析与计算 1 基本思路 一般行星或卫星的运动可看作匀速圆周运动 所需向心力由中心天体对它的万有引力提供 2 常用关系 3 四个重要结论 设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动 典例精析 一 天体质量和密度的计算 例1地球表面的平
3、均重力加速度为g 地球半径为R 引力常量为G 可估算地球的平均密度为 A 例2假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星 若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1 已知万有引力常量为G 1 则该天体的密度是多少 2 若这颗卫星距该天体表面的高度为h 测得在该处做圆周运动的周期为T2 则该天体的密度又是多少 解析卫星距天体表面距离为h时 忽略自转有 二 天体运动的分析与计算 例3地球的两颗人造卫星质量之比m1 m2 1 2 轨道半径之比r1 r2 1 2 求 1 线速度大小之比 解析设地球的质量为M 两颗人造卫星的线速度分别为v1 v2 角速度分别为 1 2 运行周期分别为T1 T2 向
4、心力分别为F1 F2 答案见解析 2 角速度之比 答案见解析 3 运行周期之比 答案见解析 4 向心力大小之比 故二者向心力之比为2 1 答案见解析 例4质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行 其运动视为匀速圆周运动 已知月球质量为M 月球半径为R 月球表面重力加速度为g 引力常量为G 不考虑月球自转的影响 则航天器的 答案AC 课堂要点小结 万有引力理论的成就 万有引力理论的成就 自我检测 1 2 3 4 1 天体质量的计算 已知引力常量G 月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T 仅利用这三个数据 可以估算出的物理量有 A 月球的质量B 地球的质量C 地球的半径D 地球的
5、密度 B 1 2 3 4 2 天体密度的计算 一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行 要测定该行星的密度 仅仅需要 A 测定飞船的运行周期B 测定飞船的环绕半径C 测定行星的体积D 测定飞船的运行速度解析取飞船为研究对象 A 1 2 3 4 3 天体运动分析 把太阳系各行星的运动近似看成匀速圆周运动 则离太阳越远的行星 A 周期越小B 线速度越小C 角速度越小D 加速度越小解析行星绕太阳做匀速圆周运动 所需的向心力由太阳对行星的引力提供 1 2 3 4 可知r越大 线速度越小 B正确 可知r越大 角速度越小 C正确 越小 周期T越大 A错 1 2 3 4 可知r越大 a越小 D正确 答案BCD 1 2 3 4 4 天体运动的分析与计算 据报道 嫦娥一号 和 嫦娥二号 绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为200km和100km 运行速度分别为v1和v2 那么 v1和v2的比值为 月球半径取1700km 1 2 3 4 故选项C正确 答案C
