《创新课堂》第七章 万有引力与宇宙航行 3.万有引力理论的成就 课件 高中物理必修第二册（人教版）

(课件网) 3.万有引力理论的成就 1.掌握“称量”地球质量和计算天体质量的基本思路。能用万有引力定 律计算天体质量和天体密度。 2.理解万有引力定律在天文学上的重要应用———发现未知天体、预言哈 雷彗星的回归。 3.掌握应用万有引力定律处理天体运动问题的思路和方法。 学习目标 01 知识点一�———�称量”地球的质量 02 知识点二　计算天体的质量和密度 03 知识点三　发现未知天体　预言哈雷彗星回归 目 录 04 素养培优 05 随堂演练 06 课时作业 01 PART 知识点一�———�称量”地球的质量 1. 思路：若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg 等于 。 2. 关系式：mg＝G。 3. 地球的质量：m地＝ ，只要知道g、R、G的值，就可以计算出地 球的质量。 地球对物体的引力　 　 【易错辨析】 （1）牛顿发现了万有引力定律，同时测出了地球的质量。 （　×　） （2）物体所受的重力就是地球对物体的万有引力。 （　×　） （3）物体所受的重力与地球对物体的万有引力一般不同。 （　√　） × × √ 【例1】　（计算地球的质量）卡文迪什用扭秤实验测定了引力常量，用 实验验证了万有引力定律的正确性。应用引力常量还可以计算出地球的质 量，卡文迪什也因此被称为“能称出地球质量的人”。已知引力常量G＝ 6.67×10－11 N·m2/kg2，地面上的重力加速度g＝9.8 m/s2，地球半径R＝ 6.4×106 m，则地球质量约为（　D　） A. 6×1018 kg B. 6×1020 kg C. 6×1022 kg D. 6×1024 kg 解析：根据公式mg＝，可得m地＝＝ kg＝6×1024 kg，故D正确。 D 02 PART 知识点二　计算天体的质量和密度 1. 思路：设m太是太阳的质量，m是某个行星的质量，r是行星与太阳之间 的距离，可测出该行星绕太阳做匀速圆周运动的周期T。质量为m的行星绕 太阳做匀速圆周运动时，向心力由它们之间的万有引力提供。 2. 关系式：G＝ 　m　。 3. 结论：m太＝ 。只要知道行星绕太阳运动的周期T和半径r就可 以计算出太阳的质量。 4. 推广：若已知卫星绕行星运动的周期和卫星与行星之间的距离，可计算 出行星的质量。 m　 　 【易错辨析】 （1）利用地球绕太阳做匀速圆周运动的信息，可求出地球的质量。 （　×　） （2）行星做匀速圆周运动的轨道半径越大，太阳的质量就越大。 （　×　） （3）通过观测卫星绕地球的运转的周期和轨道半径可以计算出地球的质 量。 （　√　） × × √ 天体质量和密度的两种计算方法对比 重力加速度法 环绕法 情景 已知天体的半径R和天体表面的 重力加速度g 行星或卫星绕中心天体做 匀速圆周运动 思路 物体在天体表面的重力近似等 于天体与物体间的万有引力： mg＝G 行星或卫星受到的万有引 力提供向心力：G＝ mr 天体质量 天体质量：M＝ 中心天体质量：M＝ 重力加速度法 环绕法 天体 密度 ρ＝＝ ρ＝＝ 说明 未知星球表面重力加速度通常 利用实验测出，例如让小球做 自由落体、平抛、上抛等运动 这种方法只能求中心天体 质量，不能求环绕星体质量 T为公转周期 r为轨道半径 R为中心天体半径 【例2】　（重力加速度法的应用）（2025·浙江省湖州市高一期中）如果 你站在月球上，由静止释放质量为m的物体，物体在t秒内下落了h米，若 已知月球的半径为R、引力常量为G，根据以上给出的物理量得出月球的质 量为（　B　） A. B. C. D. 解析：物体在月球表面做自由落体运动有h＝g月t2，根据万有引力与重力 的关系G＝mg月，解得月球的质量为M＝，故选B。 B 【例3】　（环绕法的应用）（2025·河南郑州期末）北京时间2024年10月 22日，长征六号运载火箭成功将天平三号卫星送入预定轨道。天平三号卫 星功能全面，不仅负责地面雷达设备的标校和RCS测量，还支持地面光学 设 ... ...