万有引力与航天4.ppt

人教版,物理,第六章万有引力与航天,必修,2,课前 自主学习,第六章,4,万有引力理论的成就,人教版,物理,课堂师生互动,课后演练提升,必修,2,第六章,万有引力与航天,4,万有引力理论的成就,2,同样的道理，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,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,周期,距离,太阳,行星,三、发现未知天体,1,18,世纪，人们发现太阳系的第七个行星,天王星的运动轨道有些古怪：根据 计算出来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,2,和 确立了万有引力定律的地位,万有引力定律,吸引,计算天体的质量,发现未知天体,(2),同样的道理，如果知道绕中心天体运转的某行星或卫星的公转周期和半径，便可求解，这颗中心天体的质量例如，已知月球的公转周期和公转半径便可求解地球的质量,3,处理天体的运动问题应注意哪些方面？,(1),指导思想：宇宙天体的运动与地面物体的运动遵循同样的规律，天体中的匀速圆周运动同样需要向心力，而中心天体对环绕物体的万有引力充当向心力，这是解决有关问题的基础和关键,(4),质量求解：在利用某一天体绕中心天体做圆周运动求质量时，只能求出中心天体的质量而无法求出环绕天体的质量，环绕天体的质量只能通过环绕它自身转动的物体求得,.,应用,11,已知引力常量,G,，地球半径,R,，月球和地球之间的距离,r,，同步卫星距地面的高度,h,，月球绕地球的运转周期,T,1,，地球的自转周期,T,2,，地球表面的重力加速度,g,.,某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量,M,的方法：,题型二估算天体的密度,【,例,2,】,一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进入该行星表面的圆形轨道，宇航员进行预定的考察工作宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度？如果可以，请说明理由及推导过程,应用,21,天文学家新发现了太阳系外的一颗行星这颗行星的体积是地球的,4.7,倍，质量是地球的,25,倍已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为,1.4,小时，引力常量,G,6.67,10,11,Nm,2,/kg,2,，由此估算该行星的平均密度约为,(,),A,1.8,10,3,kg/m,3,B,5.6,10,3,kg/m,3,C,1.1,10,4,kg/m,3,D,2.9,10,4,kg/m,3,题型三应用万有引力定律认识未知天体,【,例,3,】,如图,641,为宇宙中一个恒星系的示意图，,A,为该星系的一颗行星，它绕中央恒星,O,运行轨道近似为圆，天文学家观测得到,A,行星运动的轨道半径为,R,0,，周期为,T,0,.,长期观测发现，,A,行星实际运动的轨道与圆轨道总存在着一些偏离，且周期性地每隔,t,0,时间发生一次最大的偏离，天文学家认为形成这种现象的原因可能是,A,行星外侧还存在着一颗未知的行星,B,(,假设其运行轨道与,A,在同一平面内，且与,A,的绕行方向相同,),，它对,A,行星的万有引力引起,A,轨道的偏离根据上述现象及假设，你能对未知行星,B,的运动得到哪些定量的预测,【,解析,】,行星,A,发生最大偏离时，应该是行星,B,距行星,A,最近的时候，因此可由行星,A,的周期,T,0,及,A,、,B,相遇的时间间隔,t,0,求得,B,的周期，进而可求得,B,的轨道半径,应用,31,下面说法中正确的是,(,),A,海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的,B,天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的,C,天王星的运动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,以上说法都不正确,答案：,AC,应用,32,“,黑洞,”,是爱因斯坦的广义相对论中预言的一种特殊天体，它的密度极大，对周围的物质,(,包括光子,),有极强的吸引力，根据爱因斯坦理论，光子是有质量的，光子到达黑洞表面时也被吸入，恰能绕黑洞表面做圆周运动根据天文观测，银河系中心可能有一个黑洞，距该黑洞,6.0,10,12,m,远的星体正以,2.0,10,6,m/s,的速度绕它旋转，据此估算该黑洞的最大半径,R,是多少？,(,保留一位有效数字,),题型四万有引力定律与运动学相结合问题,【,例,4,】,某星球的半径,R,是地球半径,R,的,0.5,倍,(,即,R,0.5,R,),，该星球的质量,m,是地球质量,m,的,4,倍,(,即,m,4,m,),已知在地球表面上以初速度,v,0,竖直上抛物体能达到的最大高度为,H,，问在该星球表面上以同样大小的初速度竖直上抛物体能达到的最大高度,H,.,1,在万有引力常量,G,已知的情况下，已知下列哪些数据可以计算出地球质量,(,),A,地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离,B,人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期,C,月球绕地球运行的周期及地球半径,D,若不考虑地球自转，已知地球半径和地球表面的重力加速度,2,(2010,重庆高考,),月球与地球质量之比约为,1:80,，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕月地连线上某点,O,做匀速圆周运动据此观点，可知月球与地球绕,O,点运动的线速度大小之比约为,(,),A,1:6400,B,1:80,C,80:1 D,6400:1,3,(2008,上海高考,),某行星绕太阳运动可近似看做匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为,R,，周期为,T,，万有引力恒量为,G,，则该行星的线速度大小为多大？太阳的质量为多少？,4,土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动，其中有两个岩石颗粒,A,和,B,与土星中心的距离分别为,r,A,8.0,10,4,km,和,r,B,1.2,10,5,km.,忽略所有岩石颗粒间的相互作用,(,结果可用根式表示,),(1),求岩石颗粒,A,和,B,的线速度之比,课时作业,11,