2020学年新教材高中物理第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鲁科版必修第二册

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。 2.了解卫星的发射、运行等情况。 核心3.知道三个宇宙速度的含义，会计算第一宇素养 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。 发射过程。 其参量的比较。 及其未来发展的方向。 人造卫星的运行规律及空的历史、现状人造卫星的了解人类探索太科学探究 科学思维 科学态度与责任

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＝G2，若已知

MmRgR2

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，万有引力提供向心力，

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Mm?2π?24πrG2＝m??r，则 M＝。 rGT2?T?

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＜G2。

MmR

[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加速度、地球的半径和万有引力常量，则可应用mg＝G2计算出地球的质量。

MmR

gRM＝中，M是地球的质量，R是地球的半径，g是地球表面的重力加速度，这个等量关系恒

G成立。

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