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初二上學期物理教案人教版 初二上學期物理教案( 四 )

生活百科衛星


(2)太陽質量的計算
①依據：質量為m的行星繞太陽做勻速圓周運動時 ， 行星與太陽間的萬有引力充當向心力 ， 即
②結論：
只要知道衛星繞行星運動的周期T和半徑r ， 就可以計算出行星的質量.
2.思考判斷
(1)地球表面的物體 ， 重力就是物體所受的萬有引力.(×)
(2)繞行星勻速轉動的衛星 ， 萬有引力提供向心力.(√)
(3)利用地球繞太陽轉動 ， 可求地球的質量.(×)
3.探究交流
若已知月球繞地球轉動的周期T和半徑r ， 由此可以求出地球的質量嗎?能否求出月球的質量呢?
【提示】　能求出地球的質量.利用
為中心天體的質量.做圓周運動的月球的質量m在等式中已消掉 ， 所以根據月球的周期T、公轉半徑r ， 無法計算月球的質量.
二、發現未知天體
1.基本知識
(1)海王星的發現
英國劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文學家勒維耶根據天王星的觀測資料 ， 利用萬有引力定律計算出天王星外“新”行星的軌道.1846年9月23日 ， 德國的加勒在勒維耶預言的位置附近發現了這顆行星——海王星.
(2)其他天體的發現
近100年來 ， 人們在海王星的軌道之外又發現了冥王星、鬩神星等幾個較大的天體.
2.思考判斷
(1)海王星、冥王星的發現表明了萬有引力理論在太陽系內的正確性.(√)
(2)科學家在觀測雙星系統時 ， 同樣可以用萬有引力定律來分析.(√)
3.探究交流
航天員翟志剛走出“神舟七號”飛船進行艙外活動時 ， 要分析其運動狀態 ， 牛頓定律還適用嗎?
【提示】　適用.牛頓將牛頓定律與萬有引力定律綜合 ， 成功分析了天體運動問題.牛頓定律對物體在地面上的運動以及天體的運動都是適用的.
三、天體質量和密度的計算
【問題導思】
1.求天體質量的思路是什么?
2.有了天體的質量 ， 求密度還需什么物理量?
3.求天體質量常有哪些方法?
1.求天體質量的思路
繞中心天體運動的其他天體或衛星做勻速圓周運動 ， 做圓周運動的天體(或衛星)的向心力等于它與中心天體的萬有引力 ， 利用此關系建立方程求中心天體的質量.
2.計算天體的質量
下面以地球質量的計算為例 ， 介紹幾種計算天體質量的方法：
(1)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的周期為T ， 半徑為r ， 根據萬有引力等于向心力 ， 即
(2)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的半徑r和月球運行的線速度v ， 由于地球對月球的引力等于月球做勻速圓周運動的向心力 ， 根據牛頓第二定律 ， 得
(3)若已知月球運行的線速度v和運行周期T ， 由于地球對月球的引力等于月球做勻速圓周運動的向心力 ， 根據牛頓第二定律 ， 得
(4)若已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g ， 根據物體的重力近似等于地球對物體的引力 ， 得
解得地球質量為
3.計算天體的密度
若天體的半徑為R ， 則天體的密度ρ
誤區警示
1.計算天體質量的方法不僅適用于地球 ， 也適用于其他任何星體.注意方法的拓展應用.明確計算出的是中心天體的質量.
2.要注意R、r的區分.R指中心天體的半徑 ， r指行星或衛星的軌道半徑.以地球為例 ， 若繞近地軌道運行 ， 則有R=r.
例：要計算地球的質量 ， 除已知的一些常數外還需知道某些數據 ， 現給出下列各組數據 ， 可以計算出地球質量的有哪些?()
A.已知地球半徑R
B.已知衛星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑r和線速度v
C.已知衛星繞地球做勻速圓周運動的線速度v和周期T
D.已知地球公轉的周期T′及運轉半徑r′
【答案】　ABC
歸納總結：求解天體質量的技巧
天體的質量計算是依據物體繞中心天體做勻速圓周運動 ， 萬有引力充當向心力 ， 列出有關方程求解的 ， 因此解題時首先應明確其軌道半徑 ， 再根據其他已知條件列出相應的方程.
四、分析天體運動問題的思路
【問題導思】
1.常用來描述天體運動的物理量有哪些?
2.分析天體運動的主要思路是什么?
3.描述天體的運動問題 ， 有哪些主要的公式?

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