第三節萬有引力定律的應用課堂活動：一、“稱量”天體的質量典型例題1：卡文迪什在實驗室測出了引力常量G的數值，他把自己的實驗說成是“稱量地球質量的實驗”。（1）利用萬有引力定律“稱量”地球質量時，應該選擇哪個物體為研究對象？運用哪些物理規律？需要忽略的次要因素是什么？萬有引力定律的應用第三節選地面上的物體作為研究對象運用萬有引力定律以及“物體重力等于地球對它的萬有引力”忽略地球自轉的這個次要因素課堂活動：一、“稱量”天體的質量典型例題1：卡文迪什在實驗室測出了引力常量G的數值，他把自己的實驗說成是“稱量地球質量的實驗”。（2）已知地球表面重力加速度g、地球半徑r地、引力常量G，如何“稱量”地球質量？萬有引力定律的應用第三節課堂活動：一、“稱量”天體的質量典型例題2：為了研究太陽系內各行星繞太陽的勻速圓周運動，有時需要知道太陽質量。（1）能否用“稱量”地球質量的方法“稱量”太陽質量？為什么？應選哪個物體為研究對象？需要做怎樣的簡化處理？萬有引力定律的應用第三節不能因為太陽是一個火熱的球體，無法知道其表面重力加速度選繞太陽運動的行星（地球）作為研究對象地球繞太陽公轉簡化為勻速圓周運動，太陽對地球的萬有引力提供地球公轉所需向心力課堂活動：一、“稱量”天體的質量典型例題2：為了研究太陽系內各行星繞太陽的勻速圓周運動，有時需要知道太陽質量。（2）已知太陽中心與地球中心間的距離r、地球繞太陽公轉的周期為T、引力常量G，如何“稱量”太陽質量？萬有引力定律的應用第三節一、“稱量”地球和太陽的質量1、“稱量”地球的質量：利用地球表面的重力加速度g和地球半徑r地，由

，可得地球質量2、“稱量”太陽的質量：測出地球繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑r和周期T，由

，可得太陽質量萬有引力定律的應用第三節課堂活動：一、“稱量”天體的質量典型例題3：如圖，“嫦娥三號”飛船的環月軌道可近似看成是圓軌道，觀察飛船在環月軌道上的運動，發現每經過時間t通過的弧長為l，該弧長對應的圓心角為θ弧度。已知引力常量為G，飛船質量為m，求月球質量m月。萬有引力定律的應用第三節1682年出現1759年3月回歸萬有引力定律的應用第三節二、萬有引力定律對天文學的貢獻1、英國天文學家哈雷運用萬有引力定律反復推算，大膽預言某顆彗星的周期約為76年。萬有引力定律的應用第三節二、萬有引力定律對天文學的貢獻2、海王星被人們稱為“筆尖下發現的行星”，它的發現過程充分顯示了理論對于實踐的巨大指導作用，所用的“計算、預測和觀察”的方法指導人們尋找新的天體。發現問題大膽猜想理論推導實踐檢驗天王星軌道與計算結果偏離各種推測亞當斯、勒維耶計算新行星的軌道加勒在預言位置觀察到海王星課堂活動：二、宇宙速度與人造地球衛星典型例題4：牛頓設想：把物體從高山上水平拋出，速度一次比一次大，落地點也就一次比一次遠；如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運動，成為人造地球衛星。（1）已知地球質量為5.97×1024kg，地球半徑為6.37×106m，地球表面的重力加速度為9.8m/s2，引力常量G＝6.67×10﹣11N·m2/kg2，則需要多大速度才能使物體成為一顆繞地球做勻速圓周運動的人造衛星？萬有引力定律的應用第三節第一宇宙速度課堂活動：二、宇宙速度與人造地球衛星典型例題4：（2）如圖，衛星進入運行軌道后繞地球做圓周運動的線速度稱為環繞速度，分析比較環繞速度與第一宇宙速度的大小關系。萬有引力定律的應用第三節圖中的衛星軌道半徑r大于近地衛星軌道半徑r地，則環繞速度小于第一宇宙速度所以：第一宇宙速度是衛星的最大環繞速度！三、宇宙速度與人造地球衛星1、物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度，叫做第一宇宙速度。若以第一宇宙速度水平拋出蘋果，蘋果將不再落回地面，而成為地球的“人造衛星”。第一宇宙速度數值為7.9km/s。2、如果初速度超過11.2km/s，衛星就能完全擺脫地球引力的束縛，成為圍繞太陽運行的“人造衛星”。將這一速度叫做第二宇宙速度。3、若要擺脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙空間去，發射衛星的初速度必須達到16.7km/s，這個速度叫做第三宇宙速度。萬有引力定律的應用第三節課堂活動：二、宇宙速度與人造地球衛星典型例題5：如圖，圍繞地球運行有各種形態各異、大小不同、高低不同的人造地球衛星。（1）質量為m的衛星繞地球m地運行時，它的向心加速度a、線速度v、角速度ω、周期T與它的軌道半徑r滿足什么規律？萬有引力定律的應用第三節衛星離地心越遠，a越小，v越小，ω越小，T越大萬有引力定律的應用第三節轉動方向一定：與地球自轉方向相同軌道平面一定：軌道平面和赤道平面重合，所有同步衛星都在赤道正上方周期T一定：與地球自轉周期相同，T＝24h＝86400s角速度ω一定：與地球自轉角速度相同課堂活動：二、宇宙速度與人造地球衛星典型例題5：（2）相對于地面靜止且與地球自轉具有相同周期的衛星稱為地球同步衛星，它具有什么特點？計算地球同步衛星的離地高度h以及環繞線速度大小v。地球半徑r地=6.37×106m，地球質量m地=5.97×1024kg教材：問題與思考1．已知月球半徑為1.7×106m，質量為7.3×1022kg，則月球表面的重力加速度為多大？猜想并描述登月航天員在月球表面的行動會是怎樣的情形。萬有引力定律的應用第三節由于月球表面重力加速度約為地球表面重力加速度的1/6，所以航天員在月球上重力約為地球上重力的1/6。若航天員在月球表面按地球上的習慣行走，會有飄浮感，不容易掌握平衡，一不小心就會跌倒。教材：問題與思考2．已知海王星以近似圓軌道繞太陽運行，半徑為4.50×1012m。已知太陽質量為1.9