新教材人教版高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行 精品教学课件
刚好是沿图中整个椭圆运动周期的一半,椭圆轨道的半长轴为 R ,R设0 飞船沿2Biblioteka 椭圆轨道运动的周期为T′。
根据开普勒第三定律有
R3 T2
通过计算得出的k值是否相同? 提示:通过计算得出k值近似相等。
【典例示范】 【典例】关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是 ( ) A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B.行星绕太阳运动时,太阳位于行星轨道的中心处 C.行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中,其速度与行星和太阳之间的距离有 关,距离小时速度小,距离大时速度大 D.轨道半长轴越短的行星运动周期越短
【典例示范】 【典例】飞船沿半径为R的圆周绕地球运动,其周期为T。如果飞船要返回地面, 可在轨道上某点A处,将速率降低到适当数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的 椭圆轨道运动,椭圆和地球表面在B点相切,如图所示。如果地球半径为R0,求飞 船由A点运动到B点所需要的时间。
【解析】飞船沿椭圆轨道返回地面,由题图可知,飞船由A点到B点所需要的时间
1.地心说:_地__球__是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他星体 都绕_地__球__运动。 2.日心说:_太__阳__是静止不动的,地球和其他行星都绕_太__阳__运动。 3.局限性:都把天体的运动看得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、 最和谐的_匀__速__圆__周__运__动__,而与丹麦天文学家第谷的观测数据不符。
二、开普勒行星运动定律 【情境思考】 “银烛秋光冷画屏,轻罗小扇扑流萤。天阶夜色凉如水,卧看牵牛织女星。”诗 中,牵牛星和织女星的运动遵循一定的规律吗? 提示:遵循一定规律。
1.开普勒第一定律: (1)内容:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个_焦__点__上。 (2)图示:
2.开普勒第二定律: (1)内容:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的_面__积__ 相等。 (2)图示:
T2
行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
平均轨道半径/m 5.79×1010 1.08×1011 1.49×1011 2.28×1011 7.78×1011 1.43×1012 2.87×1012 4.50×1012
周期/s 7.60×106 1.94×107 3.16×107 5.94×107 3.74×108 9.30×108 2.66×109 5.20×109
3.对周期长短的认识:行星公转周期跟轨道半长轴之间有依赖关系,椭圆轨道半 长轴越长的行星,其公转周期越长;反之,其公转周期越短。
【问题探究】 如表所给出的是太阳系中八大行星绕太阳做椭圆运动的平均轨道半径的数值 和周期的数值。从表中任意选择三个行星验证开普勒第三定律,并计算常量 k= r3 的值。
3.开普勒第三定律:
(1)所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转_周__期__的二次方的比都相等。
a3
(2)表达式:_T__2 _=k(用a代表椭圆轨道的半长轴,T代表公转周期)。 (3)图示:
【易错辨析】 (1)太阳是整个宇宙的中心,其他天体都绕太阳运动。 ( × ) (2)太阳每天东升西落,这一现象说明太阳绕着地球运动。 ( × ) (3)开普勒第三定律的公式 a3 =k中的k值,对于所有行星(或卫星)都
第七章 万有引力与宇宙航行
1.行星的运动 2.万有引力定律 P30 3.万有引力理论的成就 P60 4.宇宙航行 P94 5.相对论时空观与牛顿力学的局限性 P132
一、地心说和日心说 【情境思考】 人类对天体的运动看法存在着地心说和日心说,两种学说的基本观点分别是什 么? 提示:地心说认为地球是静止不动的;日心说认为太阳是静止不动的。
【解析】选A、D。冬至日前后,地球位于近日点附近,夏至日前后地球位于远日 点附近,由开普勒第二定律可知近日点速率最大,选项A正确,B错误。春夏两季平 均速率比秋冬两季平均速率小,又因所走路程基本相等,故春夏两季时间长。春 夏两季一般在186天左右,而秋冬两季只有179天左右,选项C错误,D正确。
知识点二 开普勒第三定律的应用 1.适用范围:天体的运动可近似看成匀速圆周运动,开普勒第三定律既适用于做 匀速圆周运动的天体,也适用于做椭圆运动的天体。 2.用途: (1)知道了行星到太阳的距离,就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳 运行的周期。反之,知道了行星的周期,也可以计算或比较其到太阳的距离。 (2)知道了彗星的周期,就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴长度, 反之,知道了彗星轨道的半长轴也可以求出彗星的周期。 (3)近似处理:由于行星的椭圆轨道都跟圆近似,在近似计算中可以认为行星都 以太阳为圆心做匀速圆周运动。
T2
相等。 ( × ) (4)开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动的规律。 ( √ )
(5)开普勒总结出了行星运动的规律并找出了行星按照这些规律运动的 原因。 ( × )
知识点一 对开普勒定律的认识 1.从空间分布上认识:行星的轨道都是椭圆,不同行星轨道的半长轴不同,即各 行星的椭圆轨道大小不同,但所有轨道都有一个共同的焦点,太阳在此焦点上。 因此开普勒第一定律又叫焦点定律。 2.对速度大小的认识: (1)行星靠近太阳时速度增大,远离太阳时速度减小,近日点速度最大,远日点速 度最小。 (2)描述了行星在其轨道上运行时,线速度的大小不断变化并阐明了速度大小变 化的数量关系。
【解析】选D。不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道不同,但有一个共同的焦点,
即太阳位置,A、B均错误;由开普勒第二定律知行星离太阳距离小时速度大, 距离大时速度小,C错误;运动的周期T与半长轴a满足 a3 =k,D正确。
T2
【素养训练】 (多选)在天文学上,春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季。 如图所示,从地球绕太阳的运动规律入手,下列判断正确的是 ( ) A.在冬至日前后,地球绕太阳的运行速率较大 B.在夏至日前后,地球绕太阳的运行速率较大 C.春夏两季与秋冬两季时间相等 D.春夏两季比秋冬两季时间长
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2021高中物理人教版必修第二册课件：第七章万有引力与宇宙航行 第1节行星的运动
题组二 开普勒行星运动定律的应用
题4 某人造卫星的近地点高度是h1=439 km，远地点高度是h2=2 384 km，则近 地点处卫星的速率与远地点处卫星速率的比值是多少（已知R地=6 400 km）？
【开普勒第二定律的应用技巧】
开普勒第二定律表明同一行星在
距太阳不同距离时运动快慢不同。
（1）行星与太阳的连线在相等
都绕太阳转动时有：
，比值k是一个与行星本身无
关的物理量，只与中心天体有关。 ②对于同一个行星的不同卫星，它们也符合此运动规律：
常考题型
题组一 对开普勒行星运动定律的理解 题1 ［多选］根据开普勒行星运动定律，以下说法中正确的是（ BD ） A. 行星沿椭圆轨道运动，在远日点的速度最大，近日点的速度最小 B. 行星沿椭圆轨道运动，在远日点的速度最小，近日点的速度最大 C. 行星运动的速度大小是不变的 D. 行星的运动是变速曲线运动 【解析】 A、C错，B对：在行星运动时，行星和太阳的连线，在相等 的时间内，扫过相等的面积，故远日点速度小，近日点速度大。 D对：行星运行时速度的大小、方向都在改变，所以是变速曲线运动。
➢日心说的局限性：
日心说相对地心说能更完美地解释天体的 运动，但这两种学说都不完善。 因为太阳、地球等天体都是运动的，鉴于 当时对自然科学的认识能力，日心说比地 心说更先进。
➢天文学家对天体运动进一步的研究
1. 丹麦天文学家第谷 的探索:
在哥白尼之后，第谷连续20年对行星的位置进行了较仔细的测量，大大提高了测量的精 确程度。在第谷之前，人们测量天体位置的误差大约是10，第谷把这个不确定性减小 到2。得出行星绕太阳做匀速圆周运动的模型。
时间内扫过相等的面积，而相等
时间内扫过的面积与连线的长度
人教版高中物理必修第二册精品课件 第七章 万有引力与宇宙航行 2 万有引力定律
力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地 距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证( B )
二、万有引力定律 引力常量
D
C
A
三、万有引力和重力的关系
6.[2022江苏徐州月考]地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以 有( A )
A
三定律推导出太阳与行星间的引力公 式，体会逻辑推理在物理学中的重要性。
式。 科学态度与责任：通过了解牛顿在前人的基
3.理解万有引力定律的内容、表达式及 础上发现万有引力的思想过程，体会科学研
适用范围，知道引力常量，能应用万 究的长期性、连续性及艰巨性。 有引力公式解答相关问题。
01 教材预习·必备知识全过关
3.适用条件 （1）公式适用于__质__点__间的相互作用，当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时， 物体可视为质点。
两球心
四、
牛顿
卡文迪什
02 核心要点·能力素养全提升
要点一 对太阳与行星间引力的理解
1.两个理想化模型 （1）匀速圆周运动模型：由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得 很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成匀速圆周运动。 （2）质点模型：由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看成质点，即天 体的质量集中在球心上。
（1）我们把行星绕太阳的运动近似看成匀速圆周运动。请你运用牛顿运动定律、开普 勒定律以及圆周运动的向心力公式等已经学习过的知识，推导出太阳与行星间引力的 表达式； [答案] 见解析
[答案] 见解析
D
C
要点三 万有引力和重力的关系
2.重力和万有引力的大小关系 （1）重力与纬度的关系如图所示。
（2）重力、重力加速度与高度的关系：由于地球的自转角速度很小，所以一般情况下 可忽略自转的影响。
二、万有引力定律 引力常量
D
C
A
三、万有引力和重力的关系
6.[2022江苏徐州月考]地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以 有( A )
A
三定律推导出太阳与行星间的引力公 式，体会逻辑推理在物理学中的重要性。
式。 科学态度与责任：通过了解牛顿在前人的基
3.理解万有引力定律的内容、表达式及 础上发现万有引力的思想过程，体会科学研
适用范围，知道引力常量，能应用万 究的长期性、连续性及艰巨性。 有引力公式解答相关问题。
01 教材预习·必备知识全过关
3.适用条件 （1）公式适用于__质__点__间的相互作用，当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时， 物体可视为质点。
两球心
四、
牛顿
卡文迪什
02 核心要点·能力素养全提升
要点一 对太阳与行星间引力的理解
1.两个理想化模型 （1）匀速圆周运动模型：由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得 很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成匀速圆周运动。 （2）质点模型：由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看成质点，即天 体的质量集中在球心上。
（1）我们把行星绕太阳的运动近似看成匀速圆周运动。请你运用牛顿运动定律、开普 勒定律以及圆周运动的向心力公式等已经学习过的知识，推导出太阳与行星间引力的 表达式； [答案] 见解析
[答案] 见解析
D
C
要点三 万有引力和重力的关系
2.重力和万有引力的大小关系 （1）重力与纬度的关系如图所示。
（2）重力、重力加速度与高度的关系：由于地球的自转角速度很小，所以一般情况下 可忽略自转的影响。
第七章：《万有引力与宇宙航行》章末复习(课件)高一物理(人教版2019必修第二册)
短，故D错误。故选A。
高中物理必修第二册课件
03. 精选练习
练习2
如图所示为太阳系主要天体的分布示意图，下列关于太阳系行星运动规律
的描述正确的是（
）
如图所示是小昭某次乘车通过汕头海湾隧道时用手机软件记录下来的数据及运动路线，下列说法正
确的是（
）
A．所有行星均以太阳为中心做匀速圆周运动
A．以隧道为参考系，洞顶两侧的照明灯在快速后退
h
如图，地球内部距离表面为h处的物体
受到的万有引力是由内部半径为R－h的
球体（红色部分）施加的。外部（蓝色
部分）整体对物体的引力的合力为零。
M0
R
M
03.
位于球壳外部的质点
高中物理必修第二册课件
m
如图，球壳的质量为M,半径为R，质点m到球壳
h
表面的距离为h，那么质点m受到的引力为：
Mm
F G
（R h ) 2
R
M
即质点m受到的万有引力为将球壳视为一位于球心处的与球壳
等质量的质点与壳外质点间的万有引力。
04.
高中物理必修第二册课件
几个重要的关系式
质量为m的天体绕质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动：
GM
man an 2
r
M
m
2
Mm
G 2
r
v
GM
m v
r
r
GM
m r
GMm
gR2
“称量”地球的质量mg＝F万：mg＝ 2 ⇒M＝
G
R
忽略地球自转影响
新教材人教版高中物理必修2优质课件：第七章 万有引力与宇宙航行本章知识网络构建
card(A B C) cardA cardB cardC card(A B)
card(A B) card(B C) card(C A) card(A B C) .
5．集合1 2 { , , , } n a a a 的子集个数共有2n 个；真子集有2n –1 个；非
空子集有2n –1 个；非空的真子集有2n –2 个.
3π ρ＝ GT2 ——地表测量(r＝R)
万有引 力理论 的成就
人造地球卫星：G Mr2m＝
4π2 m T2 r
r3 ⇒T＝_2_π___G__M_
GM mv2 ⇒v＝_____r__
r GM
mω2r⇒ω＝____r_3__
GM man⇒an＝__r2__
第一宇宙速度： 7.9 km/s
三个宇宙速度 第二宇宙速度：11.2 km/s
(3)质点与 质量分布均匀 的球体间的相互作用
万有引 力理论 的成就
GMm
gR2
“称量”地球的质量(mg＝F万)：mg＝ R2 ⇒M＝ G (忽略地球
自转影响)
GMm 质量(F万＝Fn)： r2
4π2
4π2r3
＝m T2 r ⇒M＝_G__T_2_
计算天体的
M 平均密度：ρ＝ 43πR3 ⇒
3πr3 ρ＝ GT2R3 ——高空测量
第三宇宙速度：16.7 km/s
相对论时空观 相对论时空观与牛顿力学的局限性
牛顿力学的成就与局限性
1、天再高又怎样，踮起脚尖就更接近阳光。 2、微笑拥抱每一天，做像向日葵般温暖的人。 3、别小看任何人，越不起眼的人。往往会做些让人想不到的事。 4、没有伞的孩子必须努力奔跑！ 5、我们什么都没有，唯一的本钱就是青春。梦想让我与众不同，奋斗 让我改变命运！
2020_2021学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行2万有引力定律课件新人教版
➢ 科学探究：
F mv2 r
v 2 r
T
行星运行速度v不容易观测？
怎么办？
消去v
F 4 2mr
T2
消去
r3 T2
＝k
T
F
4 2km
r2
讨论
m F
r2
➢ 太阳对行星的引
力:
F m r2
关系式中m是 受力天体还是 施力天体的质 量？
结论：太阳对行星的引力跟受力 星体的质量成正比，与行星、太 阳距离的二次方成反比.
距离的平方成反比。
胡克
➢ 牛顿：
牛顿
(1643—1727)
当年牛顿在前人研究的 基础上，并凭借其超凡
英国著名的物理学家的数学能力和坚定的信
念，深入研究，最终发
现了万有引力定律。
牛顿在1676年给友人的信中写道： 如果说我看的比别人更远，那
是因为我站在巨人的肩膀上。
➢ 建立模型：
诱思：行星的实际
运动是椭圆运动，但 我们还不了解椭圆运 动规律，那应该怎么 办？能把它简化成什 么运动呢？
D. m1、m2受到彼此的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力
【解析】 A错：公式中G为引力常量，它不是人为规定的，而是由实验测 得的。
B错：万有引力定律只适用于质点间的作用，当两物体表面距离r趋于零时， 万有引力定律不再成立。
C对，D错：m1、m2受到彼此的引力是作用力与反作用力，不是平衡力， 总是大小相等、方向相反，与m1、m2是否相等无关。
常考题型
题组一 月----地检验
题1［2019•广东仲元中学高一检测］为了将天上的力和地上的力统一起来，牛顿 进行了著名的“月—地检验”。“月—地检验”比较的是（ ）
人教版高中物理必修第二册精品课件 第7章 万有引力与宇宙航行 1.行星的运动
球卫星,它们的运行周期是否相同?
提示:相同。由开普勒第三定律
同。
=k可知,r相同,则T一定相
知识点一 对开普勒定律的理解
问题引领
下图是“金星凌日”的示意图,观察图中地球、金星的位置,
回答地球和金星哪一个的公转周期更长。
提示:地球。由题图可知,地球到太阳的距离大于金星到太
阳的距离,根据开普勒第三定律可得,地球的公转周期更长。
钱
=
,其中 T=1 年,T 钱=3.4 年,
R= √.R,故 C 正确。
十年寒窗磨利剑，
一朝折桂展宏图！
(选填“大于”“小于”或“等于”)在远地点B的速率。
答案:大于
提示:根据开普勒第二定律,对任意一个行星来说,它与太阳
的连线在相等的时间内扫过的面积相等,航天器(相当于卫星)
绕地球运行也遵循开普勒第二定律,由此可知在近地点A的速
率大于在远地点B的速率。
4.在同一轨道上沿同一方向做匀速圆周运动的两颗人造地
离太阳时速度减小。近日点速度最大,远日点速度最小。如
图所示。
3.对=k 的认识
开普勒第三定律反映了行星公转周期跟
轨道半长轴之间的关系。椭圆轨道半长
轴越长的行星,其公转周期越大。半长轴
a是图中AB间距的一半,T是公转周期,常
数k与行星无关,只与中心天体有关。
画龙点睛 开普勒行星运动定律是经验定律,都是通过总结
的,不可能静止,B错误,D正确。地球是绕太阳运动的一颗普
通行星,并非宇宙的中心天体,A错误,C正确。
2.(开普勒定律的认识)关于行星绕太阳运动的下列说法正确
的是(
)
提示:相同。由开普勒第三定律
同。
=k可知,r相同,则T一定相
知识点一 对开普勒定律的理解
问题引领
下图是“金星凌日”的示意图,观察图中地球、金星的位置,
回答地球和金星哪一个的公转周期更长。
提示:地球。由题图可知,地球到太阳的距离大于金星到太
阳的距离,根据开普勒第三定律可得,地球的公转周期更长。
钱
=
,其中 T=1 年,T 钱=3.4 年,
R= √.R,故 C 正确。
十年寒窗磨利剑，
一朝折桂展宏图！
(选填“大于”“小于”或“等于”)在远地点B的速率。
答案:大于
提示:根据开普勒第二定律,对任意一个行星来说,它与太阳
的连线在相等的时间内扫过的面积相等,航天器(相当于卫星)
绕地球运行也遵循开普勒第二定律,由此可知在近地点A的速
率大于在远地点B的速率。
4.在同一轨道上沿同一方向做匀速圆周运动的两颗人造地
离太阳时速度减小。近日点速度最大,远日点速度最小。如
图所示。
3.对=k 的认识
开普勒第三定律反映了行星公转周期跟
轨道半长轴之间的关系。椭圆轨道半长
轴越长的行星,其公转周期越大。半长轴
a是图中AB间距的一半,T是公转周期,常
数k与行星无关,只与中心天体有关。
画龙点睛 开普勒行星运动定律是经验定律,都是通过总结
的,不可能静止,B错误,D正确。地球是绕太阳运动的一颗普
通行星,并非宇宙的中心天体,A错误,C正确。
2.(开普勒定律的认识)关于行星绕太阳运动的下列说法正确
的是(
)
高中物理第7章万有引力与宇宙航行2万有引力定律课件新人教版必修第二册
答案：1×10－6 N 40倍 解析：F 万＝Gmr22＝6.67×10－11×06.0522 N≈9.6×10－7 N≈1×10－6 N 芝麻的重力是你和你同桌之间引力的 40 倍，这时的引力很小，所 以两个人靠近时，不会吸引到一起。故在进行受力分析时，一般不考虑 两物体的万有引力，除非是物体与天体、天体与天体间的相互作用。
3．重力与高度的关系
由于地球的自转角速度很小，故地球自转带来的影响很小，一般情
况下认为在地面附近：mg＝GMRm2 ，若距离地面的高度为 h，则 mg＝
Mm GR＋h2(R
为地球半径，g
为离地面
h
高度处的重力加速度)。所以距地
行星做匀速圆周运动的向心力。
3．太阳对行星的引力：
v2
引力提供行星做匀速圆周运动的向心力：F＝__m__r____，行星绕太阳
2πr
r3
运行的线速度：v＝____T____，行星轨道半径 r 与周期 T 的关系：__T_2___
m
＝k。于是得出：F＝4π2kmr2，即 F∝____r_2___。
4．行星对太阳的引力：由牛顿第三定律可得行星对太阳的引力 F 也 应与太阳的质量 m 太成__正__比___。
『判一判』 (1)万有引力不仅存在于天体之间，也存在于普通物体之间。( √ ) (2)牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量。( × ) (3)公式 F＝Gmr太2m中 G 是比例系数，与太阳、行星都没关系。( √ ) (4)质量一定的两个物体，若距离无限小，它们间的万有引力趋于无 限大。( × ) (5)由于太阳质量大，太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力。 ( ×)
5．行星与太阳间的引力：由 m太m
F∝mr2，F∝m
2024春高中物理第七章万有引力与宇宙航行2万有引力定律课件新人教版必修第二册
变式2 我国在西昌卫星发射中心成功发射第55颗北斗导航卫星，
卫星离开地球的过程中，用R表示卫星到地心的距离，用F表示卫星受
到地球的引力．下列图像中正确的是
()
A
B
C
D
【答案】D 【解析】F 表示卫星受到地球的引力，根据万有引力定律公式，有 F ＝GMRm2 ，则 F－R12图像是直线，故 A、B、C 错误，D 正确．
()
A．Gmr2
B．Gmr 2
C．Gm2r
D．Gmr22
【答案】D
【解析】由万有引力定律，得两筐苹果之间的引力是 F＝Gmr22，A、
B、C 错误，D 正确．
3．(2023 年深州长江中学月考)若使两质点间的万有引力减小为原来
的14，下列办法可采用的是
()
A．使两质点间距离增加为原来的 4 倍，质量不变
2．公式 F＝___G__m_r1_m2__2 ___．
3．引力常量G 1789年，英国物理学家___卡__文__迪__什____在实验室利用扭秤装置较准 确地得出了G的数值．G＝___6_.6_7_×__1_0_-_11_N_·_m__2/_k_g_2__.
关于万有引力定律及公式 F＝Gmr1m2 2，下列说法正确的是 ()
小练 ·随堂巩固
1．英国物理学家卡文迪什把自己的扭秤实验说成是“称量地球的
重量”，其主要原因是他通过实验较准确地测出了
()
A．地球的半径
B．地球表面的重力加速度
C．地球绕太阳公转的周期
D．引力常量
【答案】D
2．一位果农挑着两筐质量均为m的苹果.
设两筐苹果重心间的距离为r，则两筐苹果之
间的万有引力
5．在未来世界，人类可以自由穿梭于地球与月球之间，并且在月
人教版高中物理必修第二册精品课件 第7章 万有引力与宇宙航行 3.万有引力理论的成就
)
A.木星的质量 m 木=
B.木星的质量 m 木=
C.木星的质量 m 木=
D.根据题目所给条件,可以求出木星的密度
答案:AD
解析:航天器的轨道半径
量m
木=
=
r=,木星的半径
R= − ,木星的质
(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:
万有引力提供向心力 中心天体的质量
天
G
=m
天
G
=mrω2
天
G
=mr
m 天=
m 天=
m 天=
说明
r 为行星(或卫星)的轨
=ma 得通式
= √ × ,故 C、D
误区警示 1.卫星的an、v、ω、T与卫星的质量无关,仅由被
环绕的天体的质量m天和轨道半径r决定。
2.应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条
件,如地球的公转周期是365天,自转一周是24小时,其表面的
重力加速度约为9.8 m/s2。
【变式训练2】 火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆
=
=
,
3.(天体密度的计算)一人造卫星在月球(可视为密度均匀的球
体)表面附近圆形轨道运行的周期为T,已知引力常量为G,半
径为R的球体体积公式V= πR3,则可估算月球的(
)
A.密度
A.木星的质量 m 木=
B.木星的质量 m 木=
C.木星的质量 m 木=
D.根据题目所给条件,可以求出木星的密度
答案:AD
解析:航天器的轨道半径
量m
木=
=
r=,木星的半径
R= − ,木星的质
(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:
万有引力提供向心力 中心天体的质量
天
G
=m
天
G
=mrω2
天
G
=mr
m 天=
m 天=
m 天=
说明
r 为行星(或卫星)的轨
=ma 得通式
= √ × ,故 C、D
误区警示 1.卫星的an、v、ω、T与卫星的质量无关,仅由被
环绕的天体的质量m天和轨道半径r决定。
2.应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目中的隐含条
件,如地球的公转周期是365天,自转一周是24小时,其表面的
重力加速度约为9.8 m/s2。
【变式训练2】 火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆
=
=
,
3.(天体密度的计算)一人造卫星在月球(可视为密度均匀的球
体)表面附近圆形轨道运行的周期为T,已知引力常量为G,半
径为R的球体体积公式V= πR3,则可估算月球的(
)
A.密度
人教版高中物理必修第二册精品课件 第七章 万有引力与宇宙航行 03-3 万有引力理论的成就
第七章 万有引力与宇宙航行
3 万有引力理论的成就
学习目标
学科核心素养
1.了解万有引力定律在天文学中的重 物理观念：认识万有引力定律的科学成就，培
要应用。
养时空观点和相互作用观。
2.了解“称量”地球的质量、计算太阳 科学思维：理解运用万有引力定律处理天体问
的质量的基本思路，会用万有引力定 题的思路、方法，体会科学定律物体的引力
重力加速度
半径
二、计算天体的质量
.
.
万有引力
.
.
.
.
要点深化·提能力
D
要点二 天体密度的计算
√
A
要点三 发现未知天体
1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生_亚__当__斯___和法国年轻的天文学家_勒__维__耶___根据 天王星的观测资料，利用_万__有__引__力__定__律___计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月 23日，德国的_伽__勒___在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——_海__王__星___。 2.其他天体的发现：近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了_冥__王__星___、阋神星 等几个较大的天体。 3.哈雷彗星回归：英国天文学家哈雷计算出在1531年、1607年和1682年出现的三颗彗 星的轨道如出一辙，并预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为_7_6__年，还预言 它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近 一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。
律计算天体的质量，进而计算天体密 归纳总结、建立模型的能力与方法。
度。
科学态度与责任:培养仔细谨慎的科学态度和
3.认识万有引力定律的科学成就，进 勇敢研究的心理质量，领会物理学规律的简短
3 万有引力理论的成就
学习目标
学科核心素养
1.了解万有引力定律在天文学中的重 物理观念：认识万有引力定律的科学成就，培
要应用。
养时空观点和相互作用观。
2.了解“称量”地球的质量、计算太阳 科学思维：理解运用万有引力定律处理天体问
的质量的基本思路，会用万有引力定 题的思路、方法，体会科学定律物体的引力
重力加速度
半径
二、计算天体的质量
.
.
万有引力
.
.
.
.
要点深化·提能力
D
要点二 天体密度的计算
√
A
要点三 发现未知天体
1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生_亚__当__斯___和法国年轻的天文学家_勒__维__耶___根据 天王星的观测资料，利用_万__有__引__力__定__律___计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月 23日，德国的_伽__勒___在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——_海__王__星___。 2.其他天体的发现：近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了_冥__王__星___、阋神星 等几个较大的天体。 3.哈雷彗星回归：英国天文学家哈雷计算出在1531年、1607年和1682年出现的三颗彗 星的轨道如出一辙，并预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为_7_6__年，还预言 它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近 一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。
律计算天体的质量，进而计算天体密 归纳总结、建立模型的能力与方法。
度。
科学态度与责任:培养仔细谨慎的科学态度和
3.认识万有引力定律的科学成就，进 勇敢研究的心理质量，领会物理学规律的简短