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课件网) 第2节 万有引力定律的应用 第3节 人类对太空的不懈探索 一、天体质量的计算 任务驱动 根据月球绕地球做圆周运动的观测数据,应用万有引力定律求出的是地球的质量还是月球的质量 提示:地球的质量。 1.计算地球的质量: (1)如果_____的影响,地面上质量为m的物体 受到的重力等于地球对物体的万有引力,即mg=G , R为地球的半径,M为地球的质量,由此得地球的质量表 达式为:M=_____。 忽略地球自转 (2)利用月球绕地球做圆周运动求地球的质量。 ①基本思路:月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是由 它们之间的_____提供的,由此可列方程,从中求得 地球的质量。 万有引力 ②计算表达式: 设M是地球的质量,m是月球的质量,T为月球绕地球做匀 速圆周运动的周期,月球到地心的距离为r。则有: 解得:M=_____。 2.计算太阳的质量:设太阳质量M,行星质量m,行星绕太 阳运动的轨道半径为r,行星公转周期T,则 , 太阳质量M=_____,与_____无关。 行星质量m 3.计算任意天体的质量: 如果已知卫星绕行星(或行星绕中心天体)运动的_____ 和卫星与行星(或行星与中心天体)之间的_____,也可以 算出行星(或中心天体)的质量。 周期 距离 二、人造卫星上天 任务驱动 为什么宇宙飞船能像月球那样绕地球旋转 宇宙飞船在什么条件下能挣脱地球的束缚 提示:宇宙飞船受到地球对它的引力作用;当宇宙飞船的速度大于11.2 km/s时,就能挣脱地球的束缚。 1.人造卫星: 卫星环绕地球做匀速圆周运动,则地球对它的万有引力 就是其所需的向心力,所以 2.宇宙速度: (1)第一宇宙速度:v1= _____,这是人造卫星在地面 附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度,也叫___ _____。 (2)第二宇宙速度:v2= _____,当人造卫星的发射 速度大于或等于这一速度时,卫星就会挣脱_____的束 缚,不再绕地球运动,所以第二宇宙速度也叫_____速度。 7.9 km/s 环 绕速度 11.2 km/s 地球 脱离 (3)第三宇宙速度:v3= _____,人造卫星要想摆脱 太阳引力的束缚,飞出太阳系,其发射速度至少要达到 这一速度,所以第三宇宙速度又叫_____速度。 16.7 km/s 逃逸 三、预测未知天体 1845年,英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文 爱好者勒维列,根据天王星的观测资料,各自独立地利用 _____计算出天王星轨道外面“新”行星的轨 道。1846年9月23日,德国的伽勒在勒维列预言的位置发 现了这颗行星———_____。 万有引力定律 海王星 四、人类对太空的不懈探索 1.地心说:_____是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月 亮以及其他行星都绕_____运动,代表人物是_____。 2.日心说:_____是宇宙的中心,地球和其他行星都绕 _____运动,代表人物是_____。 地球 地球 托勒密 太阳 太阳 哥白尼 3.圆周运动与椭圆运动的争论_____比“地心 说”更科学、更接近事实,但是它们都把天体的运动看 得很神圣,认为天体的运动必然是最完美、最和谐的 _____,而与丹麦天文学家第谷的观测数据不 符。开普勒经过多年的刻苦计算,否定了天体做_____ _____的观点,认为行星轨道为_____,并提出行星的运行 规律。 :“日心说” 匀速圆周运动 圆周 运动 椭圆 4.牛顿的大综合:牛顿在前人研究的基础上,运用开普勒 行星运动定律和自己的研究成果,逐步建立了_____ _____,并将主要研究成果写入他的著作_____ _____。 万有引力 定律 《自然哲学的 数学原理》 5.人类的飞天梦想实现: (1)1961年4月12日,世界上第一艘载人宇宙飞船升空,苏 联宇航员_____成功完成了人类第一次环绕地球的飞 行。 (2)1969年7月20日,“阿波罗十一号”宇宙飞船将人类 送上了月球。阿姆斯特朗在_____上迈出的一小步,却是 人类迈出的一大步,实现了人类的“飞天”梦。 加加林 月球 (3)2003年10月15日,“神 ... ...
