《新教材同步系列2024春高中物理第三章万有引力定律第三节万有引力定律的应用课件粤教版必修第二册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材同步系列2024春高中物理第三章万有引力定律第三节万有引力定律的应用课件粤教版必修第二册（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章万有引力定律第三节万有引力定律的应用学习目标学习目标学法指导学法指导1学会应用万有引力定律学会应用万有引力定律“称称量量”地球质量，计算太阳质量，地球质量，计算太阳质量，估算天体密度等估算天体密度等2知道海王星的发现过程，了知道海王星的发现过程，了解哈雷彗星的解哈雷彗星的“按时回归按时回归”1通过练习，掌握计算地球、太阳等中通过练习，掌握计算地球、太阳等中心天体质量和密度的方法心天体质量和密度的方法2通过计算地球和太阳的质量、海王星通过计算地球和太阳的质量、海王星的发现及哈雷彗星的按时回归，认识万的发现及哈雷彗星的按时回归，认识万有引力定律的成就，并进一步体会人们有引力定律的成就，并进一
2、步体会人们探究自然奥秘的科学思想方法，从而激探究自然奥秘的科学思想方法，从而激发爱科学、学科学、用科学的热情发爱科学、学科学、用科学的热情知识导图知识导图课前自主预习1若若不不考考虑虑地地球球自自转转影影响响，地地面面上上的的物物体体所所受受的的重重力力等等于于地地球球对对物体的物体的_3牛牛顿顿通通过过万万有有引引力力理理论论大大胆胆预预测测：地地球球由由于于自自转转作作用用，_ 部分部分应该隆起，成为应该隆起，成为_扁平的椭球扁平的椭球估测地球的质量和形状估测地球的质量和形状万有引力万有引力赤道赤道两极两极判断对错判断对错(1)在在不不考考虑虑地地球球自自转转的的影影响响时时，地地面面上上
3、物物体体的的重重力力等等于于地地球球对对该该物物体的万有引力体的万有引力()(2)知知道道引引力力常常量量G、地地球球公公转转的的周周期期和和轨轨道道半半径径，就就可可以以求求出出地地球球的质量的质量()(3)知知道道引引力力常常量量G、地地球球的的半半径径和和地地球球表表面面的的重重力力加加速速度度，就就可可以以求出地球的质量求出地球的质量()【答案】【答案】(1)(2)(3)1已知天体的轨道推算已知天体的轨道推算18世世纪纪，人人们们观观测测到到太太阳阳系系第第七七个个行行星星天天王王星星的的轨轨道道和和用用_计算出来的轨道有一些偏差计算出来的轨道有一些偏差2未知天体的发现未知天体的发现根
4、根据据已已发发现现的的天天体体运运行行轨轨道道，结结合合万万有有引引力力定定律律推推算算出出未未知知天天体体的的_，如海王星、冥王星就是这样发现的，如海王星、冥王星就是这样发现的发现未知天体和预言哈雷彗星回归发现未知天体和预言哈雷彗星回归万有引力定律万有引力定律轨道轨道3英英国国天天文文学学家家哈哈雷雷根根据据万万有有引引力力定定律律计计算算彗彗星星的的_，成成功功预言了彗星的预言了彗星的_4_的的发发现现和和_的的“按按时时回回归归”确确定定了了万万有有引引力定律的地位力定律的地位轨道轨道回归回归海王星海王星哈雷彗星哈雷彗星关关于于万万有有引引力力定定律律应应用用于于天天文文学学研研究究的的
5、历历史史事事实实，下下列列说说法法正正确的确的是是()A天天王王星星、海海王王星星和和冥冥王王星星，都都是是运运用用万万有有引引力力定定律律、经经过过大大量量计算后发现的计算后发现的B在在18世世纪纪已已经经发发现现的的7个个行行星星中中，人人们们发发现现第第七七个个行行星星天天王王星星的的运运动动轨轨道道总总是是同同根根据据万万有有引引力力定定律律计计算算出出来来的的结结果果有有比比较较大大的的偏偏差差，于于是是有有人人推推测测，在在天天王王星星轨轨道道外外还还有有一一个个行行星星，是是它它的的存存在在引引起起了了上上述述偏差偏差C第第八八个个行行星星，是是牛牛顿顿运运用用自自己己发发现现的
6、的万万有有引引力力定定律律，经经大大量量计计算而发现的算而发现的D冥冥王王星星是是英英国国剑剑桥桥大大学学的的学学生生亚亚当当斯斯和和勒勒维维耶耶合合作作研研究究后后共共同同发现的发现的【答案】【答案】B【解解析析】天天王王星星是是在在1781年年发发现现的的，而而卡卡文文迪迪许许测测出出引引力力常常数数是是在在1789年年，在在此此之之前前人人们们还还不不能能用用万万有有引引力力定定律律做做有有实实际际意意义义的的计计算算，A错错误误，B正正确确；太太阳阳的的第第八八颗颗行行星星，即即海海王王星星是是英英国国剑剑桥桥大大学学的的学学生生亚亚当当斯斯和和法法国国年年轻轻的的天天文文学学家家勒勒
7、维维耶耶各各自自独独立立地地利利用用万万有有引引力力定定律律计计算算出出轨道和位置，由德国的伽勒首先发现的，轨道和位置，由德国的伽勒首先发现的，C、D错误错误估算天体的质量估算天体的质量如如图图是是木木星星和和它它周周围围运运行行的的卫卫星星，测测出出一一颗颗卫卫星星的的轨轨道道半半径径和和周期，怎样计算出木星的质量周期，怎样计算出木星的质量？课堂重难探究1物体在一般物体在一般位置位置物体所受地球的引力与重力的关系物体所受地球的引力与重力的关系2物体在两个特殊位置物体在两个特殊位置(1)当物体在赤道上时，当物体在赤道上时，F达到最大值达到最大值Fmax，FmaxmR2，此时重力最小，此时重力最
8、小，例例1地地球球可可近近似似看看成成球球形形，地地球球表表面面上上的的物物体体都都随随地地球球自自转转，下下列说法正确的列说法正确的是是()A物体在赤道处受到的地球引力等于两极处，而重力小于两极处物体在赤道处受到的地球引力等于两极处，而重力小于两极处B赤道处的角速度比南纬赤道处的角速度比南纬30大大C地地球球上上物物体体的的向向心心加加速速度度都都指指向向地地心心，且且赤赤道道上上物物体体的的向向心心加加速度比两极处大速度比两极处大D地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力【答案】【答案】A变变式式1关关于于地地球球表表面面上上物物体体所所受受到到
9、的的重重力力与与万万有有引引力力的的关关系系，下下列说法正确的列说法正确的是是()A物物体体在在赤赤道道上上时时重重力力方方向向与与万万有有引引力力方方向向相相同同，此此时时万万有有引引力力等于重力等于重力B物物体体在在两两极极时时重重力力方方向向与与万万有有引引力力方方向向相相同同，此此时时万万有有引引力力等等于重力于重力C物物体体在在地地球球表表面面受受到到的的万万有有引引力力与与重重力力是是一一对对作作用用力力与与反反作作用用力力D地地球球上上的的任任一一物物体体都都会会受受万万有有引引力力、重重力力和和支支持持力力三三个个力力作作用用而处于而处于平衡状态平衡状态【答案】【答案】B【解解
10、析析】物物体体在在赤赤道道上上时时，重重力力方方向向与与万万有有引引力力方方向向相相同同，万万有有引引力力等等于于重重力力与与物物体体随随地地球球自自转转所所需需要要的的向向心心力力的的合合力力，此此时时万万有有引引力力大大于于重重力力，故故A错错误误；物物体体在在两两极极时时向向心心力力为为零零，重重力力方方向向与与万万有有引引力力方方向向相相同同，且且万万有有引引力力等等于于重重力力，故故B正正确确；重重力力是是万万有有引引力力的的一一个个分分力力，它它们们不不是是作作用用力力与与反反作作用用力力，C错错误误；地地球球上上的的任任一一物物体体都都会会受受万万有有引引力力、重重力力和和支支持
11、持力力三三个个力力作作用用，由由于于物物体体随随地地球球自自转转，处处于于非非平平衡衡状状态态，故故D错误错误天体质量的天体质量的计算方法计算方法天体质量和密度的计算天体质量和密度的计算类型类型自力更生法自力更生法借助外援法借助外援法情境情境已知天体已知天体(如地球如地球)的半径的半径R和天和天体体(如地球如地球)表面的重力加速度表面的重力加速度g行星或卫星绕中心天体做匀速行星或卫星绕中心天体做匀速圆周运动圆周运动【答案】【答案】ABD变变式式2已已知知太太阳阳系系中中某某行行星星绕绕太太阳阳的的运运动动可可以以看看成成是是匀匀速速圆圆周周运运动动，运运行行的的周周期期为为T，线线速速度度为为
12、v，引引力力常常量量为为G，则则太太阳阳的的质质量量可可表表示示为为()【答案】【答案】B例例3(多多选选)如如图图所所示示，a、b、c是是地地球球大大气气层层外外圆圆形形轨轨道道上上运运动动的的三颗卫星，三颗卫星，a和和b质量相等，且小于质量相等，且小于c的质量，的质量，则则()Ab所需向心力最小所需向心力最小Bb、c的周期相同且大于的周期相同且大于a的周期的周期Cb、c的向心加速度大小相等，且大于的向心加速度大小相等，且大于a的的向心向心加速度加速度Db、c的线速度大小相等，且小于的线速度大小相等，且小于a的的线速度线速度天体运动的分析探究天体运动的分析探究【答案】【答案】ABD变变式式3
13、(2023年年江江西西联联考考)2023年年8月月10日日，我我国国首首颗颗以以人人工工智智能能载载荷荷为为核核心心、具具备备智智能能操操作作系系统统的的智智能能应应急急卫卫星星“地地卫卫智智能能应应急急一一号号”在在酒酒泉泉卫卫星星发发射射中中心心成成功功发发射射并并进进入入预预定定轨轨道道，它它标标志志着着许许多多智智能能应应用用能能够够直直接接在在卫卫星星上上实实现现在在火火箭箭搭搭载载该该卫卫星星加加速速升升空空的的过过程程中中，某某时时刻刻卫卫星星上上压压力力传传感感器器显显示示卫卫星星对对支支撑撑平平台台的的压压力力示示数数为为FN，高高度度传传感感器器显显示示此此时时卫卫星星离离
14、地地面面的的高高度度为为h已已知知卫卫星星质质量量为为m，地地球球表表面面的的重重力力加加速速度度为为g，地地球球的的半半径径为为R，忽忽略略地地球球自自转转的的影影响响，则则此此时时火火箭箭加加速速度度的的大大小小为为()【答案】【答案】A1天天体体运运动动参参量量的的对对比比都都是是根根据据万万有有引引力力提提供供向向心心力力列列出方程，进行判断出方程，进行判断2天体做圆周运动的各个参量，由轨道半径决定天体做圆周运动的各个参量，由轨道半径决定核心素养应用科学思维科学思维宇宙中的双星宇宙中的双星(或三星或三星)模型模型1两两个个星星体体做做匀匀速速圆圆周周运运动动所所需需的的向向心心力力是是
15、由由它它们们之之间间的的万万有有引引力提供的，故两星体做匀速圆周运动的向心力大小相等力提供的，故两星体做匀速圆周运动的向心力大小相等2两两个个星星体体均均绕绕它它们们连连线线上上的的一一点点做做匀匀速速圆圆周周运运动动，因因此此它它们们的的运行周期和角速度是相等的运行周期和角速度是相等的3两两个个星星体体做做匀匀速速圆圆周周运运动动的的半半径径r1和和r2与与两两星星体体间间距距L的的大大小小关关系为系为r1r2L例例4我我们们的的银银河河系系的的恒恒星星中中大大约约四四分分之之一一是是双双星星某某双双星星由由质质量量不不等等的的星星体体S1和和S2构构成成，两两星星在在相相互互之之间间的的万
16、万有有引引力力作作用用下下绕绕两两者者连连线线上上某某一一定定点点C做做匀匀速速圆圆周周运运动动由由天天文文观观察察测测得得其其运运动动周周期期为为T，S1到到C点点的的距距离离为为r1，S1和和S2的的距距离离为为r，已已知知引引力力常常量量为为G因因此此可可求求出出S2的的质量质量为为()【答案】【答案】D例例5(2023年年南南通通统统考考)如如图图所所示示，A、B、C三三颗颗星星体体分分别别位位于于等等边边三三角角形形的的三三个个顶顶点点上上，在在相相互互之之间间的的万万有有引引力力作作用用下下，绕绕圆圆心心O在在三三角角形形所所在在的的平平面面内内做做匀匀速速圆圆周周运运动动，rBOrCO2rAO忽忽略略其其他他星星体体对对它它们的作用，则下列关系正确的是们的作用，则下列关系正确的是()A星体的线速度星体的线速度vA2vBB星体的加速度星体的加速度2aAaBC星体所受合力星体所受合力FAFBD星体的质量星体的质量mAmB【答案】【答案】B由由解解析析题题图图可可知知，A、B间间的的万万有有引引力力大大小小等等于于A、C间间的的万万有有引引力力大大小小，可可知知mBmC，B、C
