第3節(jié) 萬有引力定律的應(yīng)用
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道天體間的相互作用主要是萬有引力。
2.知道如何應(yīng)用萬有引力定律計算天體質(zhì)量的方法。
3.通過了解萬有引力定律在天學(xué)上的重要應(yīng)用,體會科學(xué)定律對人類認(rèn)識世界的作用。
【閱讀指導(dǎo)】
1.1781年(清朝乾隆年間)人們通過望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了太陽系的一顆新行星——_________。1846年(清朝道光年間)伽勒在預(yù)定的區(qū)域發(fā)現(xiàn)了太陽系的另一顆新行星——__________。1930年(民國年間)湯姆博夫根據(jù)海王星自身運動不規(guī)則性的記載又發(fā)現(xiàn)了一個新星—— ____________。這可以說是前一成就的歷史回聲,進(jìn)一步提高了萬有引力定律的權(quán)威性。
2.1682年(清朝康熙年間)哈雷根據(jù)牛頓的引力理論,預(yù)言了_________將于1758年光臨地球?死茁鍖椎挠嬎氵^程進(jìn)行了修正,這個預(yù)言最終得到了證實。
3.如果測出行星的公轉(zhuǎn)周期T以及它和太陽的距離r,就可以計算出太陽的質(zhì)量。寫出計算式_______________。
【堂練習(xí)】
★夯實基礎(chǔ)
1.下列說法中正確的是( )
A.海王星和冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現(xiàn)的
B.天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現(xiàn)的
C.天王星的運行軌道偏離根據(jù)萬有引力計算出的軌道,其原因是由于天王星受到軌道外面其它行星的引力作用
D.以上均不正確
2.若已知太陽的一個行星繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道半徑為r,周期為T,引力常量為G,則可求( )
A. 該行星的質(zhì)量 B.太陽的質(zhì)量
C.該行星的平均密度 D.太陽的平均密度
3.設(shè)想人類開發(fā)月球,不斷地把月球上的礦藏搬運到地球上。假如經(jīng)過長時間開采后,地球仍可看做均勻的球體,月球仍沿開采前的圓周軌道運動,則與開采前比較( )
A.地球與月球間的萬有引力將變大
B.地球與月球間的萬有引力將變小
C.月球繞地球運動的時間將變長
D.月球繞地球運動的時間將變短
4.引力常量很小,說明了( )
A.萬有引力很小
B.萬有引力很大
C.只有當(dāng)物體的質(zhì)量大到一定程度,物體間才會有萬有引力
D.很難察覺到日常接觸的物體間有萬有引力,因為它們的質(zhì)量不是很大
★能力提升
5.已知地球赤道半徑R = 6 378km,計算赤道上的人們隨地球自轉(zhuǎn)的線速度(列公式求解)。解釋為什么人不會因為地球自轉(zhuǎn)而被地球甩到空中。
6.已知地月平均距離為38.4×104km,引力常量G = 6.67×10 ?11N•m2/kg2,地球的平均半徑為6 371km。求地球質(zhì)量是多少?密度是多少?(已知:月球公轉(zhuǎn)周期為T=27.32天)
7.地球A和某一行星B的半徑之比為R1:R2=1:2,平均密度之比為ρ1:ρ2=4:1,若地球表面的重力加速度為10m/s2,那么B行星表面的重力加速度是多少?若在地球表面以某一初速度豎直上拋的物體最高可達(dá)20m,那么在B行星表面以同樣的初速度豎直上拋一物體,經(jīng)多少時間該物體可落回原地?(氣體阻力不計)
第3節(jié) 萬有引力定律的應(yīng)用
【閱讀指導(dǎo)】
1.天王星 海王星 冥王星
2.哈雷彗星
3.
【堂練習(xí)】
1. AC 2. B 3. BD
4.
解:(1)根據(jù) 有: 。
(2)從受力角度去考慮,人隨地球自轉(zhuǎn)所需要的向心力為: 。
人受到的萬有引力為:
可見,F(xiàn)萬 >>F向 ,即:人受到的萬有引力足可以提供人所需的向心力,所以,人不會被甩到太空。
5.
解:人在兩極F萬=N=mg。
說明:計算所得與測量值間的差異于假想地球為一個質(zhì)量均勻分布的球體。
6.
解:以月球為研究對象,根據(jù)牛頓第二定律有
(《辭!89版5518頁記錄為:5.974×1027克,5.52克•厘米-3)
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