2018-2019学年鲁科版必修2 5.2 万有引力定律的应用课件(16张)

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鲁科版必修二5.2《万有引力的应用——引力与重力方向》说课课件(共14张PPT)

场景四：布置课下思考任务，由观看微课的其他学生谈体会并回答思考问题。
任务驱动任务一
引力与重力方向是否相同
探究地球形状的影响
设定任务，创设情境
自主探究，获取新知
任务二任务三
探究地球自转的影响
小组合作，共同提升
解读实际的水平面
不懂善问，解疑答惑
进阶练习
思考地球上哪些位置两方向相同
学以致用，回扣基础
鲁科版高中物理必修二第五章《万有引力定律》系列微课之
引力与重力方向
微课题目：
引力与重力方向
本节微课选自第五章《万有引力定律》第2节《万有引力定律的应用》，用于新授课中。结合多年教学经验，针对本节中一个易错点“引力方向与重力方向是否相同？”，帮助中间及以下层次的学生，解决困惑。同时，对于优生也有一定的参考价值。
三、实效性原则－－说课活动的核心任何活动的开展，考试大都有其鲜明的目的。说课活动也不例外。说课的目的就是要通过“说课”这一简易、速成的形式或手段来在短时间内集思广益，检验和提高教师的教学能力、教研能力，从而优化了课堂教学过程，提高课堂教学效率。因此，“ 实效性”就成了说课活动的核心。为保证每一次说课活动都能达到预期目的、收到可观实效，至少要做到以下几点。 1、目的明确。2、针对性强大。3、准备充分。4、评说准确。四、创新性原则——说课活动的生命线说课是深层次的教研活动，是教师将教学构想转化为教学活动之前的一种课前预演，其本身也是集体备课。在说课活动的一个组成部分。尤其是研究性说课，其实质就是集体备课。在说课活动中，说课人一方面要立足自己的教学特长、教学风格。另一方面更要借助有同行、专家参与评说众人共同研究的良好机会，树立创新的意识和勇气，大胆假设，小心求证，探索出新的教学思路和方法，从而为断提高自己的业务水平，进而不断提高教学质量。只有在说课中不断发现新问题、解决新问题，才能使说课活动永远“新鲜”、充满生机和活力。

鲁科版必修二 5.2 万有引力定律的应用(共24张PPT)

绕太阳运动。
笛卡儿(法)
哈雷
受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的
二次方成反比。
我们再来认识一位伟大的科学家
牛顿(1643—1727)是英国著名的物理学
家、数学家和天文学家，是十七世纪最伟
大的科学巨匠。牛顿一生对科学事业所做
的贡献，遍及物理学、数学和天文学等领
他证明了：如果太阳和行星间引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆，并阐述了普通意义下的万有引力定律
万有引力定律内容：
自然界中任何两个物体都是互相吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量成正比,跟它们的
距离的二次方成反比. 表达式：F=Gm1m2/r2
G为常量,叫做引力常量,适用于任何两个物体.
1、已知引力常量G，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则地球的质量
为（）A
A.gR2/G
B.g/ G R2
C.R2/gG
D.G/gR2
2、设地球表面的重力加速度为g0 ,物体在距
地心4R0 （R0是地球半径）处，由于地球的重力作D 用而产生的加速度g 则g/g0 为（）
A. 1 B. 1/9 C. 1/4 D. 1/16
• 2、日心说:太阳是世界的中心,并且静止不动,一切行星都围绕太阳做圆周运动(哥白尼)
开普勒提出三大定律
开普勒提出三大定律
开普勒定律
开普勒第在所有椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律（面积定律）
对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。
r 据牛顿第三定律，用m` 表示太阳的质量，则有：
F

m'm r2

2018-2019学年鲁科版必修2 第5章第2、3讲万有引力定律的应用人类对太空的不懈追求课件(43张)

答案不是.由 v＝越小. GM r 可知，卫星离地面越高，线速度
第2讲
万有引力定律的应用
第3 讲
人类对太空的不懈追求
6
二、宇宙速度
1.第一宇宙速度：v1＝ 7.9 km/s，卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，又称环绕速度. 2.第二宇宙速度：v2＝ 11.2 km/s，使卫星挣脱地球引力束缚的最小地面发射速度，又称脱离速度. 3.第三宇宙速度：v3＝ 16.7 km/s，使卫星挣脱太阳引力束缚的最小地面发射速度，也叫逃逸速度.
力做功越多，发射速度就越大.因此要发射一颗人造地球卫星，
12
(2)运行速度：卫星在进入运行轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度，当卫星“贴着”地面行动时，运行速度 GM 等于第一宇宙速度，根据v＝可知，人造卫星距地 r
面越高(即r越大)，运行速度越小.
第2讲
万有引力定律的应用
第3 讲
人类对太空的不懈追求
9
四、人类对太空的不懈追求 (1)古希腊人的探索与文艺复兴时期的学说.
①地心说：地球是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、
月亮以及其他行星都绕地球运动.
②日心说：太阳是宇宙的中心，而且是静止不动的，地球
以及其他行星都绕太阳运动.
第2讲
万有引力定律的应用
第3 讲
人类对太空的不懈追求
10
(2)牛顿的大综合：牛顿在前人的基础上，逐步建立了万有引
力定律，将地面上的力学与天上的力学统一起来，是物理学的第一次大综合，形成了以牛顿三大定律为基础的力学体系.
(3)对太空的探索成果.
1957年10月，前苏联成功发射了第一颗人造地球卫星.
1969年7月，美国 “阿波罗”11号登上月球.

4.2 万有引力定律的应用—鲁科版(2019)高中物理必修第二册课件(共68张PPT)

ma
mv 2 r
mr 2
mr
4 2
T2
已知地球表面处的重力加速度为 g，距地面高度等于地球半径两倍处的重力加速度多大？
黄金万代换有引力与重力的区别与联系
mg
G
Mm R2
gR2 GM
适用于任何天体（不自转或自转很慢）近似认为万有引力完全提供重力
已知地球表面处的重力加速度为 g，距地面高度等于地球半径两倍处的重力加速度多大？
第一宇宙速度：7.9km/s (地面附近、匀速圆周运动）
卫星在地面附近环绕的运行速度也是最小发射速度
探究: 若卫星的发射速度大于7.9km/s ，会怎样呢？
提供物体做圆
周运动的力
F= m v2
r
物体做圆周运动
所需要的向心力
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
探究: 若卫星的发射速度大于7.9km/s ，会怎样呢？
（一）天体质量
专
若已知某天体半径R和重力加速度g
题
求该天体质量？
三
mg
G
Mm R2
天
gR2 M
G
体
若已知月球绕地球做匀速圆周运动
质
求该天体质量？
量
和
地球M
密度
月球轨道半径r、周期T、角速度
4 2r3 v2r 2r 3 v3T
M GT 2 G
G
2G
G M m ma mv 2 mr 2 mr 4 2
专题四人造卫星
（一）近地卫星、同步卫星、赤道上随地球自转的物体
[示例1] 地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动，所
受到的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为

2018-2019学年鲁科版必修2 第5章第1节万有引力定律及引力常量的测定课件(36张)

r3 2 r3 1
3 r3 r 1 2 解析：选 B.根据开普勒第三定律得 2 ＝ 2 ，所以 T2＝ T1 T2
T1≈25 天，选项 B 正确，选项 A、C、D 错误．
栏目导引
第5章
万有引力定律及其应用
万有引力定律的理解及应用
1．万有引力定律的四性四性内容万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，普遍宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相性互吸引的力两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和相互反作用力，总是满足大小相等、方向相反，作用在两个物体上
与它的公转周期的平方的比值是一个常数， C 正确．对于某一个行星来说，其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积相
等，不同行星在相同的时间内扫过的面积不相等，D错误．
[答案] C
栏目导师归纳开普勒第三定律的应用方法： (1)首先判断两个行星的中心天体是否相同，只有对同一个中心天体，开普勒定律才成立．
比的立方 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太
阳连线扫过的面积
栏目导引
第5章
万有引力定律及其应用
[解析]
由开普勒第一定律(轨道定律)可知，太阳位于木星运
行轨道的一个焦点上， A 错误．火星和木星绕太阳运行的轨道不同，运行速度的大小不可能始终相等， B 错误．根据开
普勒第三定律 ( 周期定律 ) 知所有行星轨道的半长轴的三次方
一、行星运动的规律 1．开普勒三大定律定律内容公式或图示
开普勒所有行星绕太阳运动的轨第一定太阳位于道都是椭圆，_____
律
椭圆的一个焦点上
开普勒太阳与任何一个行星的连
第二定
律
线(矢径)在相等的时间内相等扫过的面积_____

2018-2019学年鲁科版必修2 第五章第1节万有引力定律及引力常量的测定课件(41张)

2．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知 A．太阳位于木星运行轨道的中心 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方 D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 ( )
解析：火星和木星在椭圆轨道上运行，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，选项 A 错误；由于火星和木星在不同的轨道上运行，且是椭圆轨道，速度大小变化，火星和木星的运行速度大不一定相等，选项 B 错误；由开普勒第三定律可知， a火3 a木3 T火2 a火3 ＝＝k ，即 2＝ 3，选项 C 正确；由于火星和木星 T火2 T木2 T木 a木在不同的轨道上，因此它们与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积不相等，选项 D 错误。答案：C
(2)万有引力定律指出，任何物体间都存在引力，为什么我们身边的人或物没有吸引在一起呢？
提示：任何物体间都存在引力，只是我们身边的人或物的质量比起天体的质量小得多，不易觉察而已。
(3)如图 511 为卡文迪许测定引力常量的实验装置。卡文迪许为什么被人们称为“能称出地球
图 511 提示：因为卡文迪许测出引力常量 G 值之后，它使万有引力定
条件适用于两质点间的相互作用
2．“月－地”检验证明了地球与物体间的引力和天体间的引力具有相同
性质，遵循同样的规律。 ____
三、引力常量的测定及其意义 1．测定：在 1798 年，英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验，较准确地测出了引力常量。 2．意义：使万有引力定律能进行定量运算，显示出其真正的实用价值。 3．知道 G 的值后，利用万有引力定律可以计算出天体的质量，卡文迪许也因此被称为“能称出地球质量的人”。

高中物理第5章万有引力定律及其应用第2、3节万有引力定律的应用人类对太空的不懈追求课件鲁科版必修2

[名师点睛] 区分两个速度： (1)发射速度：所谓发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的初速度。由于被发射物上升过程要消耗能量，所以要发射一颗人造地球卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。若发射速度等于第一宇宙速度，卫星只能“贴着”地面近地运行。如果要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须使发射速度大于第一宇宙速度。
1．第一宇宙速度(环绕速度) 指人造卫星近地环绕速度，它是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，是人造地球卫星的最小发射速度。v1＝7.9 km/s。第一宇宙速度是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
第一宇宙速度的推导方法：设地球质量为 M，卫星质量为 m，卫星到地心的距离为 r，卫星做匀速圆周运动的线速度为 v，根据万有引力定律和牛顿第二定律得： GMr2m＝mvr2，v＝ GrM。应用近地条件 r＝R(R 为地球半径)，R＝6 400 km，M ＝6×1024 kg，得 v＝ GRM＝7.9 km/s。
2．第二宇宙速度(脱离速度) v＝11.2 km/s是使物体挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星或飞到其他行星上去的最小发射速度。当16.7 km/s＞v≥11.2 km/s时，卫星脱离地球束缚，成为太阳系的一颗“小行星”。 3．第三宇宙速度(逃逸速度) v＝16.7 km/s是使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去的最小发射速度。当v≥16.7 km/s时，卫星脱离太阳的引力束缚，跑到太阳系以外的宇宙空间中去。
大
。
2．宇宙速度 (1)第一宇宙速度：v1＝7.9 km/s，又称环绕速度。 (2)第二宇宙速度：大小为 11.2 km/s ，又称脱离速度。
(3)第三宇宙速度：大小为 16.7 km/s ，又称逃逸速度。

鲁科版高中物理必修二5.2《万有引力定律的应用》ppt课件5

4 r M 2 GT
2018/7/17
引申：天体密度的计算
若已知天体的半径R和天体质量M，则天体的体积为 M 4 3 V R 密度为 V 3 根据前面我们推导出天体质量的公式就可得出该天体的密度为
2018/7/17
3 r 2 3 GT R
3
2018/7/17
练习：如果某行星有一颗卫星沿非常靠近此行星的表面做匀速圆周运动的周期为T，估算此恒星的密度为多少? 解：设此星的半径为 R ，质量为 M ，卫星的质量为 m, 圆周运动的半径为 r ，卫星做匀速圆周运ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的向心力由万有引力提供，则有：
1、求解向心力的公式如何表示? 2、万有引力定律公式如何表示?
2018/7/17
一、天体质量的计算
基本思想：
1、行星（或卫星)的运动视为匀速圆周运动。 2、行星（或卫星)做匀速圆周运动所需向心力由万有引力提供。
例1：假设m是某个行星的质量， r是行星与太阳之间的距离，T 是行星公转的周期，那么太阳的质量M=？ 2 3
例2、设火星和地球都是
A.P / q 球体，火星的质量M火与 B.q / P 地球质量 M地之比M火 /M地=P,火星的半径和地 C.P / q 2
球的半径之比R火/R地=q, 它们的表面处的重力加速度之比为( C )
D.q / P
2
2018/7/17
2018/7/17
练习1:某个行星的质量是地球质量

万有引力对研究天体运动有着重要的意义. 海王星、冥王星就是这样发现的.请同学们推导：已知中心天体的质量及绕其运动的行星的运动情况，在太阳系中，行星绕太阳运动的半径r为：
m( 2 2 ) r T

高一物理鲁科版必修2教学课件：第五章第2节万有引力定律的应用 (3)

6.67 1011 5.89 1024
6.40 106
m/s
7.9km / s
卫星运动的最
大运行速度
人造卫星的种类
是指轨道在地球表面附近的卫星， 1、近地卫星：计算时轨道半径可近似取地球半径（r=R）。【探究3】地球表面的重力加速度为g ,地球的半径为R. 求：近地卫星在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度.
人造卫星的轨道轨道圆心与地心重合
F向 F2
F引
F向= F引
人造卫星的种类
是指轨道在地球表面附近的卫星， 1、近地卫星：计算时轨道半径可近似取地球半径（r=R）。【探究2】地球的质量为M ,地球的半径为R.，引力常量为G。求：近地卫星在地球表面附近做匀速圆周运动的线速度.
v GM R
＝
结论：地球同步卫星必须发射在赤道正上方的固定高度，并且以固定的速度环绕地球做圆周运动。
【说明】 1. 同步卫星主要用于通讯。要实现全球通讯，只需三颗同步卫
星即可。 2. 为了同步卫星之间不互相干扰，大约3°左右才能放置1颗，
这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。
比较下列3颗卫星运动物理量
相对于地面静止且与地球自转具有相同周 2、地球同步卫星期的卫星叫做地球的同步卫星
【探究5】地球同步卫星的周期、运行轨道
（1）周期 T = __2_4_h___
（2）轨道平面__赤__道__平__面___ （3） h =_3_6_0_0_0_k_m__ （如何求？）
（4） r、v、ω、T、a
____“_全__部__固__定__”__
人
造
地
卫星的轨道
球
卫
星
近地卫星 V=7.9km/s T=85min

高一物理鲁科版必修2教学课件：第五章第2节万有引力定律的应用 (2)

万有引力定律的应用
VV123
大家能从图片中
得到什么结论?
地面
Байду номын сангаас
• 结论： • 1、物体水平抛出的初速度越大，飞得越远 • 2、物体因地球引力的作用均落回地面
如果抛出的速度足够大，物体还会不会落回地面
牛顿人造地球卫星的设想图
v 增大
平抛? 洲际导
弹
Main Idea
如果发射速度继续增大，卫星将做什么运动？会不会落回地面？
• ①所有的同步卫星只能分布在赤道上方的一个确定轨道上。 • ②所有的同步卫星的轨道高度为一个定值。
• 同步卫星离地面高度36000公里
• 同步卫星的个数：大约3度角左右才能放置一颗卫星，地球的同步通讯卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。
中星6号
中星6号卫星(ChinaSat-6)是公司拥有的通信广播卫星，采用东方红3号平台，有中国空间技术研究院自行研制生产，于1997年5月12日由长征3号甲运载火箭在西昌卫星发射中心发射成功并定点于东经125度地球同步轨道。星上拥有24个C频段转发器。波束覆盖中国全境，主服务区覆盖中国大陆及台湾和海南岛，第二服务区覆盖东沙、中沙、西沙等岛屿。
人造卫星
1、第一宇宙速度
最小的近地发射速度,近地发射时速度等于这个速度卫星，刚好能在地球表面附近作匀速圆周运动做匀速圆周运动的最大速度
学以致用
v1=7.9km/s
Main Idea
v>7.9km/s
同步通讯卫星
• 地球同步卫星相对于地面静止 • 周期与地球相同
• 同步卫星的轨道如何确定？
地球同步卫星满足的条件
中星6号卫星现为邮电干线通信、专用卫星通信、临时电视节目、全国无线寻呼、会议电视、数据广播等提供传输服务。

鲁科版高一物理必修2：5.2 万有引力定律的应用课件

Mm v 2
G m
r2
r
GM 6.67 1011 5.981024
v2
R
6.4 106
7.9km/s
方法二：地表附近，重力近似等于万有引力
v2 m
mg
r
v1 gR 6.37 106 9.8 7.9km/s
Main Idea
问题四：以不同的速度发射，人造卫星将如何运动？
问题五：人造地球卫星的运行轨道及运行特点？
第2节万有引力定律的应用
问题一：为什么人造卫星能围绕地球旋转？
牛
v 增大
顿
人
造地
平抛
球卫星
洲际导弹
的
人造
设想
Main Idea 卫星
图
问题二：如何让人造卫星获得一个足够大的速度？
• 问题三：要成为人造地球卫星至少需要多大的发射速度?
Hale Waihona Puke 方法一：万有引力提供物体作圆周运动的向心力
问题六：如何预测未知天体
海王星
海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。 1846年9月23日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星”。
布置作业：
课本P101页，1-6题导与学 P48-50页
谢谢
球
卫
星
其
它
轨
道
思考：
地球同步卫星有哪些特点？
为了卫星之间不互相干扰，大约3° 左右才能放置1颗，这样地球的同步卫星只能有120颗。可见，空间位置也是一种资源。
思考：
多少颗同步卫星即可覆盖全球呢？

5.2 万有引力定律的应用课件01(鲁科版必修2)

２、海王星和冥王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义，同时证明了万有引力定律的正确性．
的万有引力就是其所需的向心力，设地球的质量
为Ｍ，卫星的质量为m；卫星速度为v，卫星到地
心的距离为r。
r 则向心力公式有：Ｇ
Ｍm
2
＝m
v2 r
解得Ｖ＝
ＧＭ
r
＝7.9 km/s
人造地球卫星在地在附近绕地球做们速圆周运动所必须具的的速度称为第一宇宙速度，也叫环绕速度
2、第二宇宙速度和第三宇宙速度
当发射速度大于或等于11.2 km/s 时，卫星就会摆脱地球的引力，不再绕地球运行，因此人们将 V ＝11.2 km/s 称为第二宇宙速度，也叫脱离速度。此时它将成为太阳系内的一颗人造行星。
心力，所以
Ｇ
Ｍm
r2
＝mr( 2Ｔπ)2
r 当航天飞机贴地飞行时，＝Ｒ星
该星球的平均密度为：
M
V
M
4 3
R星 3Βιβλιοθήκη 联立上面三式得：3
GT 2
代入数值：G 6.671011N m2 kg2 T 4.5103 s
可得： 6.98103 kg / m3
小结
１、处理天体运动问题的关键是：万有引力提供做匀速圆周运动所需的向心力．
∴ρＴ２＝
３π
Ｇ
靠近行星表面的卫星运转周期由行星密度决定.
三、发现未知天体
１、海王星的发现
英国剑桥大学的学生，23岁的亚当斯，经过计算，提出了新行星存在的预言．他根据万有引力定律和天王星的真实轨道逆推，预言了新行星不同时刻所在的位置．
同年，法国的勒维列也算出了同样的结果，并把预言的结果寄给了柏林天文学家加勒．

鲁科版物理必修二课件高一5.2万有引力定律的应用2.pptx

NO 2020/4/4
M gR 2 G
M？
2020/4/4
例1、已知某质量F万为=mF的向行星到太阳的距离
M 4GTr G为①圆若r周M，r把运2m公行动转星，周m绕则期4太行为T阳星2T2r，的受运到动的近向似心看力是成多是大匀？速2
3 2
2的③.0此期质若×时，量测10知其为出11道向多m地行心少,球公星力？绕转的公太的运式阳周动？公期周？转是的3.1轨4F道×向半10径7ms大，4T约则22是太r 阳
②行星4的向2r3心力由4什 3么.1力42来提1供.5？1它01的1 3大
小M为多大GT（2设M太m6阳.6的7 质1量0M11）？3.14107 2 kg
F万
2020/4/4
G
能否求出太阳的质量
r22 .0 10M3呢0？m
一、天体质量的计算
小结：方法二：测出环绕天体围绕中心天体
做匀速圆周运动的半径 r 和周期T，则
2020/4/4
3、下列说法正确的是 (AC )
A.海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的
B.天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的
C.天王星的运行轨道偏离根据万有引力计算的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用
D.以2020/上4/4 均不正确
空白演示
在此输入您的封面副标题
2020/4/4
温故知新
(1)物体做F向圆周m运动vr2的向m心r力2公式m是r (什2T么)？2
(2)万有引力定律公式表达式？
F引
G
Mm r2
(3)忽略星球自转，万有引力和重力的关系
M 式？重力加速M度m的决定式？

鲁科版物理必修二课件高一5.2万有引力定律的应用7.pptx

种求法，教师可以启发学生得到
各可G M种以R地地 2计根m 算据m方学Rv地2法生、给。mg的地：m
v2 R地
、r月3 T月2
R
3 地
T卫2
让学生用不同的公式计算速度。
2020/4/4
7.9km/s这个速度到底有多大，学生没有感性认识，可以给学生举一些
例子来说明。比如：在高速公路上
乘过车的同学可以推算，高速公路上最高限速为120km/h，换算成 33.3m/s，第一宇宙速度将近是它的 240倍；农村学生如果家离学校较远，可以推算以第一宇宙速度从家到校只需几秒……。通过这些例子，让
学生分小组讨论，得到月球受到的地球的引力，用来充当绕地球运转的向心力，故而月球并不会落到地面上。如果抛出的物体的速度足够大，物体飞行的距离也很大，由于地球是一圆球体，故物体将不能再落回地面，而成为一颗绕地球运转的人造卫星。
2020/4/4
2．从上面学习可知，当抛出的物体的速度足够大时就可以成为卫星，那么如何获得这么大的速度呢？
本节是一节知识应用与扩展的课。首先根据学生已有的圆周运动与万有引力定律的知识，以及牛顿当年的设想，与学生一起探究人造卫星 202上0/4/4 天的原理。其次，关注学生已有
四、教学设计
（一）导入新课
晴朗的夜空，当你抬头仰望满天星斗时，有时会看到一种移动的星星，它像天幕上的神行太保匆匆奔忙，它们是什么星?在忙些什么？这种奇特的星星并不是宇宙间的星球，而是人类挂上天宇的明灯——人造地球卫星。它们巡天遨游，穿梭往来，忠实地
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预测：学生的回答可能这样：知道
G、 g 、M地、R地、r月、T卫、 T月、v 等；
教师进一步引导，根据大家所给的

2018_2019学年高中物理第5章万有引力定律及其应用第1节万有引力定律及引力常量的测定课件鲁科版必修2ppt版

答案 B
课前自主梳理
课堂互动探究
课堂小结
[要点归纳] 1.天体质量的计算
天体质量和密度的计算
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课堂互动探究
课堂小结
2.天体密度的计算
(1)一般思路：若天体半径为 R，则天体的密度 ρ＝43πMR3，将质量代入可求得密度。 (2)特殊情况 ①卫星绕天体做半径为 r 的圆周运动，若天体的半径为 R，则天体的密度 ρ＝43πMR3，将 M ＝4GπT2r23代入得：ρ＝G3Tπ2rR3 3。当卫星环绕天体表面运动时，其轨道半径 r 等于天体半径 R，则 ρ＝G3Tπ2。
“__能__称__出__地__球__质__量__的__人____”。
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课堂互动探究
课堂小结
对开普勒定律的认识
[要点归纳] 1.从空间分布上认识：行星的轨道都是椭圆，不同行星轨道的半长轴不同，即各行星
的椭圆轨道大小不同，但所有轨道都有一个共同的焦点，太阳在此焦点上。因此开普勒第一定律又叫焦点定律。
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课堂小结
2.对速度大小的认识 (1)如图3所示，如果时间间隔相等，即t2－t1＝t4－t3，由开普勒第二定律，面积SA＝ SB，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大。因此开普勒第二定律又叫面积定律。
图3 (2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点，所以同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。
公式 F＝_G__m_r1_m2_2_，G＝__6_._6_7_×_1_0_－_11_m__3_/(_k_g_·s_2_)__，r指两个质点间的距离，对于匀质球体，就是两___球__心___间的距离
条件
适用于两质点间的相互作用

鲁科版物理必修二课件高一5.2万有引力定律的应用6

冥王星
2006年8月24日,根据国际天文学联合会（IAU）通过的新定义，冥王星被定义为 “矮行星”
曹冲称象
曹冲利用浮力的知识，称出了大象的重量。
大家能不能利用万有引力定律测出地球的质量吗？
计算天体的质量和
密度
【例题】若月球围绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，又知月
球到地心的距离为r，地球的半径为 R地，月球所处的重力加速度为 mg0，试求出地球的质量和密度。【解法一】地球对月球的万有引力等于月球的重力
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第二节万有引力定律的应用
万有引力定律
1.内容：宇宙间任意两个有质量的物体间都存在相互吸引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，与它们间距离的平方成反比。
2.表达式： F Gm1m2 （ r 指两质心之间的距离） r2
3.引力常数： G 6.67 1011 N m2 / kg 2
G
Mm r2

m( 2
T
)2 r
m r
地球质量M

4 2r 3
GT 2
M
地球密度

M V

3r 3
GR地3 T 2
计算天体的质量和
两种思
密度
路
思路一：将物体受到天体的万有引力近似看作等于物体的重力。
G
Mm r2

mg0
M g0r2 G
已知某点距地心距离r，及该点的重力加速度g
思路二：环绕天体的运动视为圆周运动，万有引力提供该天体做圆周运动的向心力。
G
Mm r2

m(
2Hale Waihona Puke T)2rM 4 2r3

鲁科版物理必修二课件高一5.2万有引力定律的应用3.pptx

a1 r22 a2 r12
例2、已知下列哪些数据，可以计算出地球质量：
A．地球绕太阳运动的周期及地球离（太阳的距）离BCD
B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径
C．人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期
D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度
2020/4/4
例3、设地面附近重力加速度为g0，地球半径那么为以R0，下人说造法地正球确卫的星是圆[形运A行BD轨] 道半径为R，
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万有引力定律在天文学上的应用
2020/4/4
万有引力定律在天
文学上的应用
1 物体做圆周运动的向心力公式是什么？
分别写出向心力与线速度、角速度、周期的
关系式
2万有引力定律的内容：
F
G
Mm r2
,
F
mv 2 r
mr 2
mr
4 2
T2
问题：两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力有多大
答：约6.67×10-7N)
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1、太阳和行星
的质量:
设M为太阳(或某一天体)的质量,m是行星(或某一卫星)的质量, r是行
星(或卫星)的轨道半径,T是行星(或卫星)绕太阳(或天体)公转的周期.
那么太阳(或这个天体)对行星(或卫星)的引力就是行星(或卫星)绕太
阳(或天体)运动的向心力:F引=F向
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m
GmM/r2=ma=4π2mr/T2
r
由上式可得太阳(或天体)的质量为以算出太阳(或天体)质量M的大小.例如:
地球绕太阳公转时r=1.49×1011m,T=3.16×107s, 所以太阳的质量为: M=1.96×1030kg.

鲁科版物理必修二课件第2节万有引力定律的应用().pptx

球半径为R，若在月球上发射一颗卫星,使它在月球表
面附近绕月球作圆周运动．若万有引力常量为G，求：
⑴该卫星的周期；
⑵月球的质量.
解：⑵由
h
1 2
g月t 2
和
L
v0t
解得：
g月
2hv02 L2
在月球表面：
G
Mm R2
mg月
解得月球的质量：
M
2hv02 R 2 GL2
牛顿人造地球卫星的设想图
v 增大
平抛
●2003年2月，美国“哥伦比亚号”航天飞机在它的第 28次飞行返程途中突然解体，再过16分钟就能踏上地球的7名宇航员全部牺牲。
●1970年4月24日，中国第一颗人造卫星发射成功。
●2003年10月15日“长征二号Ｆ” 型火箭托举着“神舟”五号载人飞船轰然起飞
浩瀚太空迎来了第一位中国访客—— ３８岁的中国航天员杨利伟。在３４３公里的高度上，中国人第一次在自己的航天器上看到了人类美丽的地球家园。
ωA>ωB>ωC
TA<TB<TC
C B
A
D
若在与C同轨道上有另一颗卫星D，它们是否会相撞？
不会相撞
思考：高轨道卫星的运行速度小，容易发射。对么？
不对，因为火箭要克服地球对它的引力做更多的功
讨论：人造地球卫星的线速度v，周期T，向心加速度a 的极值。
G 6.67 10 11 N m2 / kg2
●1971年4月，前苏联成功发射了世界上第一个试验性载人空间站——“礼炮１号”空间站。载人航天活动由此进入到规模较大、飞行时间较长的空间应用探索与试验阶段。
国际空间站——一个共同探索、和平开发宇宙的平台。从飞船到空间站，人们用不懈的探索搭建起了通往 “天宫”的云梯。