物理人教版（2019）必修第二册7.3万有引力理论的成就（共16张ppt）

(共16张PPT)
7.3 万有引力理论的成就
一、计算天体的质量
问题：
1、地球质量的测量（测“g”法）
在忽视地球自转的情况下，地面上的物体重力和地球对物体
的引力有什么关系？
在数值上相等
设：物体质量为m，地球表面重力加速度为g，地球质量为M，地球半径为R
M
m
F
地球绕太阳做匀速圆周运动，设地球质量为m，绕太阳转动的周期为T，半径为r，求太阳的质量是多少？
2、太阳质量的测量（环绕法）
如何求解向心加速度？
该表达式与地球（环行天体）质量m有没有关系？
r
M
m
F
T
拓展：求中心天体的密度ρ
密度公式：
球体体积公式
对于第一种方法求解的质量
对于第二种方法求解的质量
例1 根据引力常数G和下列各组数据，能计算出地球质量的是(　　 )
A.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离
B.月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离
C.人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期
D.若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度
BCD
例2 2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG6-30-15，由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算该黑洞的质量( )
A．地球绕太阳公转的周期和速度
B．太阳的质量和运行速度
C．太阳的质量和到MCG6-30-15的距离
D．太阳运行速度和到MCG6-30-15的距离
D
二、天体运动中a、v、w、T和r的关系
设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动。
以上结论可总结为“一定四定，越远越慢”。
例3　如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该行星带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　)
A．太阳对各小行星的引力相同
B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值
D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值
例4 据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600 N的人在这个行星表面的重量将变为960 N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为(　 )
A．0.5　　 B．2　
C．3.2 D．4
B
三、发现未知天体
冥王星的发现
三、发现未知天体
海王星的发现
例5 下列说法中正确的是( 　)
A．天王星偏离根据万有引力计算的轨道，是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用
B．只有海王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的
C．天王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的
D．以上均不正确
解析：1781年3月13日晚，恒星天文学之父——赫歇耳用自制的大望远镜发现天王星．海王星是继天王星之后发现的第二颗新行星，但与天王星不同，海王星的发现是神机妙算的结果．同理，冥王星也是天文学家分析推算出来的．
A
四、预言哈雷彗星回归
例6 哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，哈雷彗星每隔一定的时间飞临地球一次，如图所示。从公元前240年起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录。它最近一次回归的时间是1986年。从公元前240年至今，我国关于哈雷彗星回归记录的次数，最合理的是(　　)
A．24次 B．30次
C．124次 D．319次
B
课堂小结