1、成才之路 物理路漫漫其修远兮 吾将上下而求索人教版 必修2万有引力与航天第六章1.1.1 集合的概念第四节 万有引力理论的成就第六章1.1.1 集合的概念学习目标定位1课堂情景切入2知识自主梳理3重点难点突破4考点题型设计5课后强化作业7易错案例剖析6学习目标定位*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的质量*掌握运用万有引力定律研究天体问题的思路、方法课堂情景切入“请你把你们的望远镜指向黄经326处宝瓶座内的黄道上的一点，你就将在此点约1的区域内发现一个圆而亮的新行星”这是法国天文爱好者勒维耶写给德国天文学家伽勒的信。1846年9月23日，即伽勒收到信的当天晚上，在勒
2、维耶所指出的那个位置上，果然发现了原有星图上没有的一颗行星，这就是后来被称为笔尖下发现的行星的太阳系第八颗行星海王星。海王星的发现，在天文学史上是一件惊天动地的大事，充分显示了万有引力理论的成就。知识自主梳理1.原理若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力近似等于地球对物体的_。2关系式mg_3结果地球的质量为：M_5.961024kg计算地球的质量引力计算天体的质量万有引力2其他行星的质量计算利用绕行星运转的卫星，若测出该卫星与行星间的_和转动_，同样可得出行星的质量。距离周期1.海王星的发现英国剑桥大学的学生_和法国年轻的天文学家_根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出
3、天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日，德国的_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_、阋神星等几个较大的天体。发现未知天体亚当斯勒维耶伽勒冥王星重点难点突破一、天体质量和密度的计算特别提醒：(1)利用万有引力提供向心力的方法只能求解中心天体的质量，而不能求出做圆周运动的行星或卫星的质量。(2)要注意R、r的区分。R指中心天体的半径，r指行星或卫星的轨道半径。1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上烙下了人类第一只脚印(如图)，迈出了人类征服宇宙的一大步。在月球上，如果阿姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤测出质量
4、为m的仪器的重力为F；而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱，在月球表面附近飞行一周，记下时间为T，试回答：只利用这些数据(引力常量G已知)，能否估算出月球的质量？若能，请写出表达式。不能，请说明理由。特别提醒：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，如地球公转一周时间是365天，自转一周是24小时，其表面的重力加速度约为9.8m/s2等。(威海市20132014学年高一下学期四校联考)如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该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
5、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答案：C考点题型设计计算天体的质量答案：2.01030kg 点评：求天体质量的方法主要有两大类，一类是利用此天体的一个卫星(或行星)绕它做匀速圆周运动的有关规律来求，另一类是利用天体表面处的重力加速度来求，这两类方法本质上都是对万有引力定律的应用。(诸城一中20132014学年高一下学期检测)宇航员在月球上将一小石块水平抛出，最后落在月球表面上。如果已知月球半径R、万有引力常量G。要估算月球质量，还需测量出小石块运动的物理量是()A抛出的高度h和水平位移xB抛出的高度h和运动时间tC水平位移x
6、和运动时间tD抛出的高度h和抛出点到落地点的距离L答案：B天体密度的计算已知蟹状星云的中心星PS0531是一颗脉冲星，其周期为0.331s，PS0531的脉冲现象来自自转，设阻止该星离心瓦解的力是万有引力，估计PS0531的最小密度。解析：脉冲星周期即为自转周期。脉冲星高速自转不瓦解的临界条件为：该星球表面的某块物质m所受星体的万有引力恰等于向心力。设PS0531脉冲星的质量为M，半径为R，最小密度为，体积为V。答案：1.31012kg/m3答案：B双星运动问题分析：双星在它们的引力作用下做圆周运动，周期和角速度相同，都是由万有引力提供向心力。点评：对于双星问题要注意：(1)两星所需的向心力由两星球间万有引力提供，两星球做圆周运动的向心力大小相等。(2)两星球绕两星球间的连线上某点做圆周运动的角速度的大小相等。(3)两星球绕转动中心的半径r1、r2之和与两星球间的距离L相等，r1r2L。月球与地球质量之比约为180，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地月连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为()A16 400 B180C801 D6 4001答案：C易错案例剖析易错分析：将月球的绕地周期T1与地球的自转周期T2相混淆，而错选B。在计算过程中将地球的半径R忽略而错选C。正确答案：AD课后强化作业（点此链接）
