高一物理人教版（2019）必修二课件：7.3万有引力理论的成就（29张PPT）
文档属性
| 名称 | 高一物理人教版（2019）必修二课件：7.3万有引力理论的成就（29张PPT） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 3.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-03 11:43:47 | ||
图片预览
文档简介
(共29张PPT)
第七章 万有引力与宇宙航行
第三节 万有引力理论的成就
第三节|万有引力理论的成就
核心素养点击
物理观念 了解万有引力定律在天文学上的重要应用；会用万有引力定律计算天体质量，了解“称量地球质量”“计算太阳质量”的基本思路
科学思维 认识万有引力定律的科学成就，体会科学思想方法
科学探究 通过天体的质量、天体密度的计算提高分析计算和概括能力
科学态度与责任 体会科学家们实事求是、尊重客观事实、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神，体会描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一
梳理主干新知初感悟
二、计算天体的质量
天体质量和密度的计算
【典例一】
【典例二】
2、通过观察冥王星的卫星,可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外,至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是( )
A.卫星的速度和角速度
B.卫星的质量和轨道半径 C.卫星的质量和角速度
D.卫星的运行周期和轨道半径
【典例三】
三、发现未知天体
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相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”。后来，这颗行星被命名为海王星(如图)。海王星的发现过程充分显示了理论对于实践的巨大指导作用，所用的“计算、预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体。
【典例四】
4、下列说法正确的是( )
A.海王星是人们直接应用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.海王星是人们经过长期的太空观测而发现的 D.天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差,其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用,由此人们发现了海王星
解题思路：人们在长期的观察中发现天王星的实际运动轨道与应用万有引力定律计算出的轨道总存在一定的偏差,所以怀疑在天王星周围还可能存在有行星,然后应用万有引力定律,结合对天王星的观测资料,便计算出了另外两颗行星的轨道,进而在计算的位置观察新的行星,这是海王星和冥王星.天王星是在一个偶然的情况下被发现的,是观测的结果,不是依据万有引力计算的轨道而发现的,故D正确. 答案：D
四、预言哈雷彗星回归
在牛顿之前，彗星被看作是一种神秘的现象。英国天文学家哈雷从1337年到1698年的彗星记录中挑选了24颗彗星，依据万有引力定律，用一年时间计算了它们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言，这三次出现的彗星是同一颗星(如图)，周期约为76年，并预言它将于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。
海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位，也成为科学上的美谈。诺贝尔奖获得者物理学家劳厄说:“没有任何东西像牛顿引力理论对行星的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国……”
牛顿还用月球和太阳的万有引力解释了潮汐现象，用万有引力定律和其他力学定律，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重力加速度微小差异的原因，以及指导重力探矿。
【基础练习】
5、如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度 抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度大小；
（2）该星球的密度；
第七章 万有引力与宇宙航行
第三节 万有引力理论的成就
第三节|万有引力理论的成就
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物理观念 了解万有引力定律在天文学上的重要应用；会用万有引力定律计算天体质量，了解“称量地球质量”“计算太阳质量”的基本思路
科学思维 认识万有引力定律的科学成就，体会科学思想方法
科学探究 通过天体的质量、天体密度的计算提高分析计算和概括能力
科学态度与责任 体会科学家们实事求是、尊重客观事实、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神，体会描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一
梳理主干新知初感悟
二、计算天体的质量
天体质量和密度的计算
【典例一】
【典例二】
2、通过观察冥王星的卫星,可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外,至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是( )
A.卫星的速度和角速度
B.卫星的质量和轨道半径 C.卫星的质量和角速度
D.卫星的运行周期和轨道半径
【典例三】
三、发现未知天体
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相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”。后来，这颗行星被命名为海王星(如图)。海王星的发现过程充分显示了理论对于实践的巨大指导作用，所用的“计算、预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体。
【典例四】
4、下列说法正确的是( )
A.海王星是人们直接应用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.海王星是人们经过长期的太空观测而发现的 D.天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差,其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用,由此人们发现了海王星
解题思路：人们在长期的观察中发现天王星的实际运动轨道与应用万有引力定律计算出的轨道总存在一定的偏差,所以怀疑在天王星周围还可能存在有行星,然后应用万有引力定律,结合对天王星的观测资料,便计算出了另外两颗行星的轨道,进而在计算的位置观察新的行星,这是海王星和冥王星.天王星是在一个偶然的情况下被发现的,是观测的结果,不是依据万有引力计算的轨道而发现的,故D正确. 答案：D
四、预言哈雷彗星回归
在牛顿之前，彗星被看作是一种神秘的现象。英国天文学家哈雷从1337年到1698年的彗星记录中挑选了24颗彗星，依据万有引力定律，用一年时间计算了它们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言，这三次出现的彗星是同一颗星(如图)，周期约为76年，并预言它将于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。
海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位，也成为科学上的美谈。诺贝尔奖获得者物理学家劳厄说:“没有任何东西像牛顿引力理论对行星的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国……”
牛顿还用月球和太阳的万有引力解释了潮汐现象，用万有引力定律和其他力学定律，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重力加速度微小差异的原因，以及指导重力探矿。
【基础练习】
5、如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度 抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度大小；
（2）该星球的密度；