11.04.09高一物理萬有引力的成就-ppt課件

1、6.3萬有引力定律1.萬有引力定律是否只存在于行星和太陽之間?2.萬有引力定律是否適用與行星與衛(wèi)星及地面上的物體之間呢?不僅存在于太陽和行星之間,同時它存在于世間萬物之間 對于行星與衛(wèi)星之間,地面上的物體之間同樣存在著相互作用的萬有引力一、月-地實驗介紹： 牛頓根據(jù)月球的周期27.3天和軌道半徑60倍R地），計算出了月球繞地球做圓周運動的向心加速度為：232242.74 10/ram sT29.8/gm s一個物體在地球表面的加速度為：若把這個物體移到月球軌道的高度，其加速度也應是月球的向心加速度之值，根據(jù)開普勒第三定律可以導出：kTraTrar（ ，而 ，那么 ）ar 因為月心到地心的距離是

2、地球半徑的60倍，即：32212.27 10/60agm s 兩個結果非常接近，這一發(fā)現(xiàn)為牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律提供了有利的論據(jù)，即地球對地面物體的引力與天體間的引力本質是同一種力，遵循同一規(guī)律。G=6.671011Nm2/kg2，數(shù)值上，數(shù)值上等于兩個質量均為等于兩個質量均為1kg的物體相距的物體相距1米米時它們之間的相互吸引力。時它們之間的相互吸引力。F=Gm1m2/r2 1. 1. 公式：公式：2.2.引力常量：引力常量：二、萬有引力定律二、萬有引力定律卡文迪許扭稱實驗卡文迪許扭稱實驗其意義是用實驗證明了萬有引力的其意義是用實驗證明了萬有引力的 存在，使得萬有引力定律有了真正存在，使得萬有

3、引力定律有了真正 的使用價值。的使用價值。推動了天文學的發(fā)展推動了天文學的發(fā)展. .3. 3. 引力常量引力常量G G的測定方法及意義：的測定方法及意義： 【例【例1】如下圖】如下圖, 陰陰影區(qū)域是質量為影區(qū)域是質量為M、半徑、半徑為為R的球體挖去一個小圓的球體挖去一個小圓球后的剩余部分球后的剩余部分. 所挖去所挖去的小圓球的球心的小圓球的球心O和大球體球心間的距和大球體球心間的距離是離是R/2. 求球體剩余部分對球體外離球求球體剩余部分對球體外離球心心O距離為距離為2R、質量為、質量為m的質點的質點P的引力的引力.題型一題型一 萬有引力定律的適用條件及靈活應用萬有引力定律的適用條件及靈活應用

4、2RPOO23GMm/100R26.4萬有引力的成就萬有引力的成就【問題一】如果要知道地球的質量，【問題一】如果要知道地球的質量，應該知道哪些條件？應該知道哪些條件？“科學真是迷人科學真是迷人”測地球的質量測地球的質量地表重力加速度地表重力加速度: g = 9.8m/s2地球半徑：地球半徑： R = 6400km引力常量：引力常量： =6.6710-11Nm2/kg2 【問題一】如果要知道地球的質量，【問題一】如果要知道地球的質量，應該知道哪些條件？應該知道哪些條件？“科學真是迷人科學真是迷人”測地球的質量測地球的質量地表重力加速度地表重力加速度: g = 9.8m/s2地球半徑：地球半徑：

5、R = 6400km引力常量：引力常量： =6.6710-11Nm2/kg2 【問題一】如果要知道地球的質量，【問題一】如果要知道地球的質量，應該知道哪些條件？應該知道哪些條件？“科學真是迷人科學真是迷人”測地球的質量測地球的質量GgRM2 地表重力加速度地表重力加速度: g = 9.8m/s2地球半徑：地球半徑： R = 6400km引力常量：引力常量： =6.6710-11Nm2/kg2 【問題一】如果要知道地球的質量，【問題一】如果要知道地球的質量，應該知道哪些條件？應該知道哪些條件？“科學真是迷人科學真是迷人”測地球的質量測地球的質量GgRM2 【問題二】如何知道一個未知天體的質量【問

6、題二】如何知道一個未知天體的質量?2324GTrM 未知天體未知天體衛(wèi)星衛(wèi)星【問題二】如何知道一個未知天體的質量【問題二】如何知道一個未知天體的質量?2324GTrM 未知天體未知天體衛(wèi)星衛(wèi)星思索：思索：1.此方法能求解衛(wèi)星的質量嗎？不同衛(wèi)此方法能求解衛(wèi)星的質量嗎？不同衛(wèi)星繞太陽運動的半徑、周期不同，這種方法能星繞太陽運動的半徑、周期不同，這種方法能否保證用不同衛(wèi)星計算出的太陽質量一樣？否保證用不同衛(wèi)星計算出的太陽質量一樣？【問題二】如何知道一個未知天體的質量【問題二】如何知道一個未知天體的質量?rTmrmrmvrMmG222224 1. 用火箭把宇航員送到月球上，用火箭把宇航員送到月球上，如

7、果他已知月球的半徑，那么他用如果他已知月球的半徑，那么他用一個彈簧測力計和一個已知質量的一個彈簧測力計和一個已知質量的砝碼，能否測出月球的質量？應怎砝碼，能否測出月球的質量？應怎么測定？么測定？2. 已知利用下列哪些數(shù)據(jù)，可以已知利用下列哪些數(shù)據(jù)，可以“稱稱出地球的質量（出地球的質量（ ）A. 已知地球半徑已知地球半徑R和地面的重力加速度和地面的重力加速度gB. 已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑道半徑r和運行周期和運行周期TC. 已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的半已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的半徑徑r和線速度和線速度vD. 已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線已

8、知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線速度速度v和運行周期和運行周期T【問題三】如何知道一個天體的密度【問題三】如何知道一個天體的密度?3. 一飛船在某行星表面附近沿圓軌一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行，若認為行星是密度均道繞該行星飛行，若認為行星是密度均勻的球體，那么要確定該行星的密度，勻的球體，那么要確定該行星的密度，只需要測量（只需要測量（ ）A. 飛船的軌道半徑飛船的軌道半徑B. 飛船的運行速度飛船的運行速度C. 飛船的運行周期飛船的運行周期D. 行星的質量行星的質量一艘宇宙飛船飛近一個不知名的一艘宇宙飛船飛近一個不知名的行星，并進入靠近該行星表面的圓形行星，并進入靠近該行星表面的圓

9、形軌道，宇航員進入預定的考察工作，軌道，宇航員進入預定的考察工作，宇航員能不能僅用一只表通過測定時宇航員能不能僅用一只表通過測定時間來測定該行星的密度？說明理由及間來測定該行星的密度？說明理由及推導過程。推導過程。問題問題1: 1: 應用萬有引力定律除可以計算天體應用萬有引力定律除可以計算天體 的質量外的質量外, , 還可以在天文學上還可以在天文學上有什么有什么 作用作用? ?問題問題2: 2: 應用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些行星應用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些行星? ?問題問題3: 3: 人們是怎樣應用萬有引力定律來發(fā)人們是怎樣應用萬有引力定律來發(fā) 現(xiàn)未知天體的現(xiàn)未知天體的? ?發(fā)現(xiàn)未知天體發(fā)現(xiàn)未知天體二、應用萬有引力定律還可以發(fā)現(xiàn)未知二、應用萬有引力定律還可以發(fā)現(xiàn)未知 天體天體一、應用萬有引力定律可以計算天體的一、應用萬有引力定律可以計算天體的 質量、密度質量、密度:mgrMmG2NoImageO O17. 7. 萬有引力與重力：萬有引力與重力：深入探究深入探究3.萬有引力和重力之間有何關系萬有引力和重力之間有何關系?NoImageO O1F向向G7. 7. 萬有引力與重力：萬有引力與重力：F萬萬【例】設地球的質量為【例】設地球的質量為M，赤道，赤道半徑半徑R，自轉周期，自轉周期T，則地球赤道上質，則地球赤道上質量為量為m的物體所受重力的大小為？的物體