《萬(wàn)有引力理論的成就》萬(wàn)有引力與宇宙航行PPT課件
第一部分內(nèi)容：必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基
一、“稱(chēng)量”地球的質(zhì)量
【思考】地球不能用天平稱(chēng)量,是否可以通過(guò)萬(wàn)有引力定律來(lái)“稱(chēng)量”呢?
提示:可以
1.合理假設(shè):不考慮地球自轉(zhuǎn)。
2.“稱(chēng)量”依據(jù):地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力mg等于地球?qū)ξ矬w的引力,即mg=G ,由此可解得m地=______。
二、計(jì)算天體質(zhì)量
1.計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量:行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由太陽(yáng)與行星間的萬(wàn)有引力提供,列出方程G =m ,由此可解得m太=______。
2.計(jì)算行星的質(zhì)量:與計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量一樣,若已知衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r,就可計(jì)算出行星的質(zhì)量m行=_______。
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萬(wàn)有引力理論的成就PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
一 天體質(zhì)量和密度的計(jì)算
任務(wù)1 天體質(zhì)量的計(jì)算方法
【思考·討論】
(1)假設(shè)地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如果知道萬(wàn)有引力常量G、地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r,可以計(jì)算出地球的質(zhì)量嗎? (科學(xué)思維)
提示:不可以。
(2)如果要估算出太陽(yáng)的密度,應(yīng)該知道哪些條件?(科學(xué)思維)
提示:萬(wàn)有引力常量G、太陽(yáng)半徑R、地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期T和軌道半徑r。
【典例示范】一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其線速度大小為v。假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一質(zhì)量為m的物體重力,物體靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N。已知引力常量為G,則這顆行星的質(zhì)量為 ( )
任務(wù)2 天體密度的計(jì)算的方法
計(jì)算天體密度的基本思路:若天體的半徑為R,則天體的
密度ρ=_____
(1)將M=_____代入上式得:ρ=_____。
(2)將M=_____代入上式得:ρ=_____ 。
【典例示范】 (2018·全國(guó)卷Ⅱ)2018年2月,我國(guó)500 m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”,其自轉(zhuǎn)周期T=5.19 ms①。假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體②,已知萬(wàn)有引力常量為6.67×10-11 N·m2/kg2。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值③ 約為( )
A.5×109 kg/m3
B.5×1012 kg/m3
C.5×1015 kg/m3
D.5×1018 kg/m3
【素養(yǎng)訓(xùn)練】
1.(2018·江蘇高考)我國(guó)高分系列衛(wèi)星的高分辨對(duì)地觀察能力不斷提高。今年5月9日發(fā)射的“高分五號(hào)”軌道高度約為705 km,之前已運(yùn)行的“高分四號(hào)”軌道高度約為36 000 km,它們都繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。與“高分四號(hào)”相比,下列物理量中“高分五號(hào)”較小的是( )
A.周期 B.角速度
C.線速度 D.向心加速度
2.如圖所示,a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星,下列說(shuō)法正確的是( )
A.b、c的線速度大小相等,且大于a的線速度
B.b、c的線速度大小相等,且小于a的線速度
C.c加速可追上同一軌道上的b
D.b減速可等候同一軌道上的c
【拓展例題】考查內(nèi)容:天體運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題
【典例示范】一物體靜置在平均密度為ρ的球形天體表面的赤道上。已知萬(wàn)有引力常量為G,若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面壓力恰好為零,則天體自轉(zhuǎn)周期為( )
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