新教材2023高中物理第七章万有引力与宇宙航行7.3万有引力理论的成就课件新人教版必修第二册.ppt

过程建构【典例2】(2022·广东卷)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季.假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一,且火星的冬季时长约为地球的1.88倍.火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动.下列关于火星、地球公转的说法正确的是()A.火星公转的线速度比地球的大B.火星公转的角速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小D.火星公转的加速度比地球的小答案:D探究三双星模型问题情境宇宙中往往会有相距较近、质量相差不多的两颗星球,它们离其他星球都较远,因此其他星球对它们的万有引力可以忽略不计.在这种情况下,两星球将围绕它们连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动,这种结构叫作“双星”,如图所示,A、B相距为l.1.A做匀速圆周运动的向心力和B做匀速圆周运动的向心力是什么关系?答案:A做匀速圆周运动的向心力是由B对它的万有引力提供的,B做匀速圆周运动的向心力是由A对它的万有引力提供的.根据牛顿第三定律,A、B做匀速圆周运动的向心力大小相等,方向相反,在同一条直线上.2.A、B做匀速圆周运动的半径相等吗?第七章万有引力与宇宙航行学习目标1.通过“称量”地球质量和计算天体质量,掌握利用万有引力定律计算天体质量和密度的基本方法,认识发现万有引力定律的重要意义.2.通过科学家发现未知天体和预言哈雷彗星回归,了解万有引力定律在天文学上的重要应用,认识科学定律对人类探索未知世界的作用,体会科学的迷人魅力,进一步认识运动与相互作用观念.3.通过分析绕行天体的运动特点,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,培养建模能力和应用所学知识分析问题的能力.3万有引力理论的成就知识点一“称量”地球的质量地球自转地面的重力加速度g地球的半径R引力常量G2.如图所示,月球绕地球做匀速圆周运动,月球球心到地球球心的距离为r=4×108m,月球绕地球运行的周期为T=30d,根据这些条件能否求得地球的质量?运用哪些物理规律?选谁为研究对象?知识点二计算天体的质量万有引力被人们称为“笔尖下发现的行星”,此行星的发现过程充分显示了对于的巨大指导作用,所用的“”的方法指导人们寻找新的天体.知识点三发现未知天体海王星理论实践计算、预测和观察知识点四预言哈雷彗星回归1.哈雷大胆预言,某颗彗星的周期约为年.2.和确立了万有引力定律的地位.3.万有引力定律的其他应用:牛顿还用月球和太阳的万有引力解释了,用和其他力学定律,推测地球呈赤道处略为隆起的扁平形状.万有引力定律可以用于分析地球表面微小差异的原因,以及指导重力探矿.76海王星的发现哈雷彗星的“按时回归”潮汐现象万有引力定律重力加速度小试身手判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的打“×”).1.地球表面的物体所受的重力就是物体所受的万有力.()2.绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力.()3.已知地球绕太阳运动的周期和地球到太阳的距离,可以计算地球的质量.()4.利用月球绕地球转动,可求地球的质量.()√×√×5.海王星、冥王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性.()6.天王星是依据万有引力定律计算的轨道而发现的.()7.牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道.()8.冥王星被称为“笔尖下发现的行星”.()×××√探究一天体质量和密度的计算问题情境若已知引力常量G,则利用下列哪组数据可以计算天体的质量和密度?若能计算,则列式计算.若不能计算,则说明理由.1.天体表面的重力加速度g和天体的半径R.结论:利用该组数据可以计算天体的质量和密度.2.天体卫星的轨道半径r和卫星的运行周期T及天体的半径R.结论:利用该组数据可以计算天体的质量和密度.3.天体卫星的轨道半径r和线速度v及天体的半径R.结论:利用该组数据可以计算天体的质量和密度.过程建构(2)环绕法.借助环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,俗称“借助外援法”,常见的情况如下表.万有引力提供向心力中心天体的质量说明r为行星(或卫星)的轨道半