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万有引力的成就万有引力的成就1 1知道地球表面随转物体知道地球表面随转物体的的万有引力与重力的关系，万有引力与重力的关系，会计算地球质量。会计算地球质量。2 2知道绕行天体环绕中心天体运动的特点；会用万有知道绕行天体环绕中心天体运动的特点；会用万有引力定律计算中心天体的质量。引力定律计算中心天体的质量。3 3了解万有引力定律在天文学上有重要应用。了解万有引力定律在天文学上有重要应用。学习目标学习目标【预习检测】【预习检测】1 1、地球表面随地球自转的物体，受力分析下列说法正确的是：、地球表面随地球自转的物体，受力分析下列说法正确的是：A A、重力、支持力、重力、支持力 B B、重力、支持力、向心力、重力、支持力、向心力C C、万有引力、支持力、万有引力、支持力 D D、万有引力、支持力、向心力、万有引力、支持力、向心力2 2、第一个、第一个“称称”出地球质量的人是：出地球质量的人是：A A、开普勒、开普勒 B B、牛顿、牛顿 C C、伽利略、伽利略 D D、卡文迪许、卡文迪许3 3、根据哪个天体的运动情况（数据）可以求出太阳的质量：、根据哪个天体的运动情况（数据）可以求出太阳的质量：A A、地球绕太阳公转、地球绕太阳公转 B B、地球自转、地球自转 C C、月球绕地球转动、月球绕地球转动 D D、天宫一号绕月球转动、天宫一号绕月球转动1 1、静置于水平地面上的物体只受引力和支持力、静置于水平地面上的物体只受引力和支持力 mg Fn FN F引引 F引引 FN Fnmg2 2、引力和支持力的合力垂直于、引力和支持力的合力垂直于地轴、指向地轴，提供随地球自地轴、指向地轴，提供随地球自转所需向心力转所需向心力3 3、物体静置于水平地面时，与支持力平衡的力是重力、物体静置于水平地面时，与支持力平衡的力是重力 一、一、随转物体随转物体的引力的引力, ,重力的关系重力的关系例题例题1 1：已知地球质量已知地球质量M=5.98M=5.9810102424kgkg，地球半径为，地球半径为6375km6375km，引，引力常量力常量G=6.67G=6.671010-11-11NmNm2 2/Kg/Kg2 2，地球表面，地球表面赤道处赤道处重力加速度重力加速度g=9.78N/kg,g=9.78N/kg,赤道上赤道上一质量为一质量为1kg1kg的物体的物体与地面保持相对静止与地面保持相对静止，跟随地球一块自转跟随地球一块自转。求（求（1 1）物体所受的重力）物体所受的重力（2 2）物体所受到的万有引力）物体所受到的万有引力（3 3）地球自转周期为）地球自转周期为2424小时，求物体随地球自转的向心力。小时，求物体随地球自转的向心力。一、一、随转物体随转物体的引力的引力, ,重力的关系重力的关系 F引引 FN 在赤道上随转的物体，向心力在赤道上随转的物体，向心力远小于远小于重力。重力。 忽略地球自转忽略地球自转, ,地球表面物体地球表面物体F F引引等于重力等于重力结果分析：结果分析：NRmMG814.9F2引重力重力=mg=9.78N=mg=9.78NNRTn034.0)2( mF22RmMGmg2gRGM2)g(hRGMM M：地球质量：地球质量g g：地球表面的重力加速度：地球表面的重力加速度R R：地球半径（物体到地心的距离）：地球半径（物体到地心的距离）黄金代换一、一、随转物体随转物体的引力的引力, ,重力的关系重力的关系对对随转物体随转物体分析：分析：17981798年，英国物理学家年，英国物理学家卡文迪许卡文迪许巧妙地利用扭秤装置巧妙地利用扭秤装置, ,第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小F F做了精确测量做了精确测量和计算，比较准确地测出了引力常量和计算，比较准确地测出了引力常量G G的数值的数值rFrFmm mm 放大思想放大思想1122G=6.67 10Nm / kg卡文迪许卡文迪许“称称”地球质量地球质量GgRM2阅读教材阅读教材“计算天体的质量计算天体的质量”部分的内容，同时考虑下列问题。部分的内容，同时考虑下列问题。1 1、用万有引力定律求解太阳的质量基本思路是什么？、用万有引力定律求解太阳的质量基本思路是什么？2 2求解太阳质量的方程依据是什么？求解太阳质量的方程依据是什么？1 1、考虑这个问题的出发点是什么？应该以谁为研究对象？、考虑这个问题的出发点是什么？应该以谁为研究对象？2 2、行星实际做什么运动？而我们通常可以认为做什么运动？、行星实际做什么运动？而我们通常可以认为做什么运动？3 3、根据绕行行星的运动情况应用动力学方程、根据绕行行星的运动情况应用动力学方程万有引力充当向心力，求出的太阳质量有几种表达式？万有引力充当向心力，求出的太阳质量有几种表达式？二、计算天体的质量二、计算天体的质量二、计算天体的质量二、计算天体的质量阅读教材阅读教材“计算天体的质量计算天体的质量”部分的内容，同时考虑下列问题。部分的内容，同时考虑下列问题。1 1、用万有引力定律求解太阳的质量基本思路是什么？、用万有引力定律求解太阳的质量基本思路是什么？2 2求解太阳质量的方程依据是什么？求解太阳质量的方程依据是什么？例题例题2 2：若已知一质量为：若已知一质量为m m的行星环绕太阳的行星环绕太阳做匀速圆周运动，周期为做匀速圆周运动，周期为T T，两星球之间，两星球之间的距离为的距离为r r，求：太阳的质量，求：太阳的质量解：假设太阳的质量为解：假设太阳的质量为M M，行星做匀速圆周运动，对行星做匀速圆周运动，对行星分析行星分析得：得：222TmrrMmG解得：解得：232GTr4M思考：该思考：该题中能否求行星的质量？为什么？题中能否求行星的质量？为什么？只能求出只能求出中心天体的质量！中心天体的质量！求中心天体的质量：求中心天体的质量：中心天体中心天体M轨道半径轨道半径r r环绕天体环绕天体m m作作匀速圆周运动匀速圆周运动环绕行天体的环绕行天体的运动情况运动情况T T、V V、W W人造卫星人造卫星卫星卫星地球地球其他行星其他行星月球月球地球地球其他行星其他行星太阳太阳地球地球太阳太阳环绕天体环绕天体中心天体中心天体二、计算天体的质量二、计算天体的质量两两条条基基本本思思路路2RMmGmg GgRM22 2、环绕天体环绕天体做圆周运动万有引力提供向心力做圆周运动万有引力提供向心力22222()MmvGmammrmrrrT 向1 1、星球、星球表面随转物体表面随转物体忽略自转重力等于万有引力忽略自转重力等于万有引力小结：计算中心天体的质量小结：计算中心天体的质量232GTr4MFN 例题例题3 3、已知一质量为、已知一质量为m m的卫星围绕地球做匀速圆周运动，周期的卫星围绕地球做匀速圆周运动，周期为为T T，它们之间的距离为，它们之间的距离为r r，地球本身半径为，地球本身半径为R R，引力常量为，引力常量为G G求：地球的平均密度求：地球的平均密度 rTmrmMG22)2(2324GTrM解：对卫星分析得：解：对卫星分析得：地球质量地球质量地球体积地球体积343RV3233MrVG TR地球密度地球密度23G T知识拓展：求中心天体的密度知识拓展：求中心天体的密度卫星紧贴着地球表面飞行时卫星紧贴着地球表面飞行时，我们称之，我们称之为近地卫星为近地卫星, ,周期为周期为T T。三、发现未知天体三、发现未知天体课后探究：课后探究：1 1、查阅发现未知天体的有关资料，、查阅发现未知天体的有关资料， 了解万有引力在天文学的应用。了解万有引力在天文学的应用。 2 2、了解中国人的航天梦、了解中国人的航天梦 （导学本中已经提供的部分视频和课件）（导学本中已经提供的部分视频和课件）阅读课文阅读课文“发现未知天体发现未知天体”部分的内容，考虑以下问题：部分的内容，考虑以下问题：1 1应用万有引力定律除可计算天体的质量外，在天文学上还应用万有引力定律除可计算天体的质量外，在天文学上还有何应用？有何应用？ 2 2应用万有引力定律发现的那颗被人们称为应用万有引力定律发现的那颗被人们称为“笔尖下发下的笔尖下发下的 行星行星”是是哪颗星？哪颗星？ 1 1知道知道地球表面地球表面随转随转物体物体的万有引力的万有引力与重力的与重力的关系，关系， 会计算地球质量。会计算地球质量。2 2知道知道绕行天体绕行天体环绕中心天体运动的特点；环绕中心天体运动的特点； 会用万有引力定律会用万有引力定律计算中心天体的质量计算中心天体的质量。3 3了解万有引力定律在天文学上有重要应用。了解万有引力定律在天文学上有重要应用。回扣目标回扣目标当堂巩固当堂巩固4 4、 某行星的卫星在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密某行星的卫星在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是度，需要测出的物理量是( ) ( ) A A、行星的半径、行星的半径 B B、卫星的半径、卫星的半径 C C、卫星运行的线速度、卫星运行的线速度 D D、卫星运行的周期、卫星运行的周期 1 1、设地球表面的重力加速度为、设地球表面的重力加速度为g g0 0, ,物体在距地面物体在距地面3R3R（R R是地球半径是地球半径）处，由于地球作用而产生的加速度为）处，由于地球作用而产生的加速度为g,g,则则g/gg/g0 0为为( ) ( ) A A、1 1：16 B16 B、1616：1 C1 C、1 1：9 D9 D、9 9：1 1 3 3、若已知某行星绕太阳公转的半径为、若已知某行星绕太阳公转的半径为r r，公转的周期为，公转的周期为T,T,万有引万有引力常量为力常量为G G，则由此可求出：，则由此可求出：A A、行星的质量、行星的质量 B B、太阳的质量、太阳的质量 C C、行星的密度、行星的密度 D D、太阳的密度、太阳的密度2 2、设地球表面的重力加速度为、设地球表面的重力加速度为g g0 0, ,物体在距地心物体在距地心3R3R（R R是地球半径是地球半径）处，由于地球作用而产生的加速度为）处，由于地球作用而产生的加速度为g,g,则则g/gg/g0 0为为( ) ( ) A A、1 1：16 B16 B、1616：1 C1 C、1 1：9 D9 D、9 9：1 1 讲解视频在平台“作业辅导”中谢谢 谢谢
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