2019-2020学年新教材鲁科版必修第二册 第4章 第2节 万有引力定律的应用和第3节 人类对太空的不懈探索 学案

第2节 万有引力定律的应用

第3节 人类对太空的不懈探索

物理观念 1.会用万有引力定律计算天体质量，掌握天体质量求解的基本思路。 核心2.了解卫星的发射、运行等情况。 人造卫星的发射过程。 人造卫星的了解人类探索运行规律及太空的历史、现其参量的比状及其未来发较。 展的方向。 科学探究 科学思维 科学态度与责任 素养 3.知道三个宇宙速度的含义，会计算第一宇宙速度。 4.了解海王星的发现过程，掌握研究天体(或卫星)运动的基本方法，并能用万有引力定律解决相关问题。

知识点一 天体质量的计算

[观图助学]

以上三图都是称量物体质量的仪器，能过用它们称量地球的质量吗？我们如何“称量”地球的质量？ 1.天体质量的计算

(1)在地球的表面，如果不考虑地球自转的影响，重力近似等于万有引力，mg＝MmgR2GR2，若已知地球的半径即可求得地球的质量，M＝G。

(2)假设质量为m的天体围绕质量为M的天体近似做匀速圆周运动，万有引力提Mm4π2r3?2π?2

供向心力，Gr2＝m?T?r，则 M＝GT2。

??2.重力与万有引力的关系

考虑地球的自转，如图所示，万有引力的一个分力F1为物体随地球自转做圆周Mm

运动的向心力，另一个分力F2就是物体的重力mg，故一般情况mg＜GR2。

[思考判断]

(1)在地球表面，物体受到的地球的万有引力就是重力。(×)

(2)若已知天体m绕天体M做圆周运动的周期和轨道半径，可以求出m的质量。(×)

(3)在地球的两极，物体的重力等于物体受到地球的万有引力。(√)

我们无法应用称量工具直接称出地球的质量，但是如果我们已知地球表面的重力Mm

加速度、地球的半径和万有引力常量，则可应用mg＝GR2计算出地球的质量。