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1、53万有引力定律与天文学万有引力定律与天文学的新的新发现发现 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练5.3课标定位课标定位学学习习目目标标：1.能能够够应应用用万万有有引引力力理理论论分分析析研研究究人人们观测们观测到的天体运到的天体运动动的一些精彩事例的一些精彩事例2会用万有引力定律会用万有引力定律计计算天体的算天体的质质量量重重点点难难点点：重重点点：能能够够应应用用万万有有引引力力定定律律分分析析天体的运天体的运动动和和计计算天体的算天体的质质量量难难点：中心天体点：中心天体质质量的确定量的确定课标课标定位定位定位定位课前自主学案
2、课前自主学案一、笔尖下一、笔尖下发现发现的行星的行星历历史上天文学家曾史上天文学家曾经经根据万有引力定律根据万有引力定律计计算太算太阳系中天王星的运阳系中天王星的运动轨动轨道，由于道，由于计计算算值值与与实际实际情况有情况有较较大偏差，促使天文学家大偏差，促使天文学家经过进经过进一步的一步的研究研究发现发现了了_星星这颗这颗星的星的发现进发现进一步一步证证明了明了_的正确性，而且也的正确性，而且也显显示示了了_对对天文学研究的重大意天文学研究的重大意义义海王海王万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律二、哈雷彗星的预报二、哈雷彗星的预报英国天文学家哈雷根据万有引力定律计算出了哈英国天文
3、学家哈雷根据万有引力定律计算出了哈雷彗星的椭圆轨道，并发现它的周期约为雷彗星的椭圆轨道，并发现它的周期约为76年年哈雷彗星的准确预报再一次证明了哈雷彗星的准确预报再一次证明了_的正确性的正确性万有引力定律万有引力定律万有引力万有引力三、把天体的三、把天体的质质量量“称称”出来出来1地球地球质质量的量的计计算算利利用用地地球球表表面面的的物物体体：若若不不考考虑虑地地球球自自转转，质质量量为为m的物体的重力等于地球的物体的重力等于地球对对物体的物体的_，即，即mg_，则则M_，只只要要知知道道g、R的的值值，就就可可计计算算出出地地球球的的质质量量万有引力万有引力周期周期轨轨道半径道半径思考感悟
4、思考感悟根据月球绕地球做圆周运动的规律应用万有引力根据月球绕地球做圆周运动的规律应用万有引力定律求出的天体的质量是地球的还是月球的？月定律求出的天体的质量是地球的还是月球的？月球的质量怎么求？球的质量怎么求？核心要点突破核心要点突破3解决天体问题时应注意的问题解决天体问题时应注意的问题(1)在用万有引力等于向心力列式求天体的质量在用万有引力等于向心力列式求天体的质量时，只能测出中心天体的质量，而环绕天体的时，只能测出中心天体的质量，而环绕天体的质量在方程式中被消掉了质量在方程式中被消掉了(2)应用万有引力定律求解时还要注意挖掘题目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
5、是中的隐含条件如地球公转一周是365天，自天，自转一周是转一周是24小时，其表面的重力加速度约为小时，其表面的重力加速度约为9.8 m/s2等等即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2(2011年高考天津卷年高考天津卷)质量为质量为m的探月航天器在的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为周运动已知月球质量为M，月球半径为，月球半径为R，月球，月球表面重力加速度为表面重力加速度为g，引力常量为，引力常量为G，不考虑月球，不考虑月球自转的影响，则航天器的自转的影响，则航天器的()课堂互动讲练课堂互动讲练
6、天体质量的估算天体质量的估算类型一类型一例例例例1 1为为了研究太阳的演化了研究太阳的演化进进程，需要知道目前程，需要知道目前太阳的太阳的质质量量M.已知地球半径已知地球半径R6.4106 m，地球，地球质质量量m61024 kg，日地中心的距离，日地中心的距离r1.51011 m，地球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度g取取10 m/s2，一年，一年约为约为3.2107 s，试试估算目前太阳的估算目前太阳的质质量量M(保留一位有保留一位有效数字，引力常量未知效数字，引力常量未知)【答案答案】21030 kg天体密度的估算天体密度的估算类型二类型二例例例例2 2(2011年年陕陕西西渭渭南
7、南高高一一考考试试)我我国国航航天天技技术术飞飞速速发发展展，设设想想数数年年后后宇宇航航员员登登上上了了某某星星球球表表面面宇宇航航员员手手持持小小球球从从高高度度为为h处处，沿沿水水平平方方向向以以初初速速度度v抛抛出出，测测得得小小球球运运动动的的水水平平距距离离为为L.已已知知该该行星的半径行星的半径为为R，万有引力常量，万有引力常量为为G.求：求：(1)行星表面的重力加速度；行星表面的重力加速度；(2)行星的平均密度行星的平均密度双星模型分析双星模型分析类型三类型三例例例例3 3宇宙中有一种双星，宇宙中有一种双星，质质量分量分别为别为m1、m2的的两个星球两个星球绕绕同一同一圆圆心做
8、匀速心做匀速圆圆周运周运动动，它，它们们之之间间的距离恒的距离恒为为L，不考，不考虑虑其他星体的影响，两其他星体的影响，两颗颗星星的的轨轨道半径和周期各是多少？道半径和周期各是多少？【自主解答自主解答】如图所示，双星绕圆心如图所示，双星绕圆心O做圆周做圆周运动，所需向心力由双星之间的万有引力提供，运动，所需向心力由双星之间的万有引力提供，并且两星做圆周运动的角速度相同，半径之和为并且两星做圆周运动的角速度相同，半径之和为L.【方法总结方法总结】解决双星模型的习题时，应注意解决双星模型的习题时，应注意以下几点：其一，两星之间的万有引力提供各自以下几点：其一，两星之间的万有引力提供各自所需要的向心力；其二，两星绕某一圆心做匀速所需要的向心力；其二，两星绕某一圆心做匀速圆周运动的绕向相同、周期相同；其三，两星的圆周运动的绕向相同、周期相同；其三，两星的轨道半径之和等于两星间的距离轨道半径之和等于两星间的距离本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进进入入课课件目件目录录按按ESC键键退出全屏播放退出全屏播放谢谢谢谢使用使用