人教版高中物理《宇宙航行》課件1

7.3萬(wàn)有引力理論的成就第一頁(yè)，共25頁(yè)。7.3萬(wàn)有引力理論的成就第一頁(yè)，共25頁(yè)。1知識(shí)回顧萬(wàn)有引力定律1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。2、公式：（2）r：兩質(zhì)點(diǎn)間的距離或兩均勻球體球心間距離

（1）引力常量：G=6.67×10－11

N·m2/kg23、注意:

m2m1FFr（3）兩個(gè)形狀不規(guī)則物體間萬(wàn)有引力的計(jì)算高中階段不作要求(4)當(dāng)（或）時(shí)，從物理學(xué)的角度看，公式成立嗎？第二頁(yè)，共25頁(yè)。知識(shí)回顧萬(wàn)1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力2阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句名言：

“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球?！?/p>

卡文迪許稱量地球質(zhì)量的人第三頁(yè)，共25頁(yè)。阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句名言：“給我一個(gè)支點(diǎn)3生活中物體質(zhì)量的測(cè)量？第四頁(yè)，共25頁(yè)。生活中物體質(zhì)量的測(cè)量？第四頁(yè)，共25頁(yè)。4你能測(cè)出我的質(zhì)量嗎？第五頁(yè)，共25頁(yè)。你能測(cè)出我的質(zhì)量嗎？第五頁(yè)，共25頁(yè)。5一、稱量地球的質(zhì)量思考1：地球表面重力加速度隨緯度如何變化？思考2：為什么要不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響？第六頁(yè)，共25頁(yè)。一、稱量地球的質(zhì)量思考1：地球表面重力加速度隨緯度如何變化？6rω

MmF引F向GθR=6400KM可見向心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力地球?qū)δ愕娜f(wàn)有引力？N第七頁(yè)，共25頁(yè)。rωMmF引F向GθR=6400KM可見向心力地球?qū)δ愕娜f(wàn)7馬克·吐溫：科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增加一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多的收獲！黃金替換式第八頁(yè)，共25頁(yè)。馬克·吐溫：黃金替換式第八頁(yè)，共25頁(yè)。8二、計(jì)算地球的質(zhì)量月球繞地球周期T=27.3天，月地平均距離r=3.84×108m=6×1024kg是否需要考慮太陽(yáng)對(duì)月球的引力？此引力使月球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，并不是使月球繞地球轉(zhuǎn)的力。第九頁(yè)，共25頁(yè)。二、計(jì)算地球的質(zhì)量月球繞地球周期T=27.3天，=6×1029計(jì)算方法已知條件結(jié)論：地球的質(zhì)量歸納結(jié)論替換法已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g,由于地球表面物體受到的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，即環(huán)繞法已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,月地平均距離為r,根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，即第十頁(yè)，共25頁(yè)。計(jì)算方法已知條件結(jié)論：地球的質(zhì)量歸納結(jié)論已知地球的半徑R和地10思考3：能測(cè)量地球的密度嗎？若能，如何測(cè)量？第十一頁(yè)，共25頁(yè)。思考3：能測(cè)量地球的密度嗎？第十一頁(yè)，共25頁(yè)。11三、發(fā)現(xiàn)未知天體實(shí)際軌道理論軌道海王星天王星(英)亞當(dāng)斯(法)勒維耶筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星：海王星、哈雷彗星。。。第十二頁(yè)，共25頁(yè)。三、發(fā)現(xiàn)未知天體實(shí)際軌道理論軌道海王星天王星(英)亞當(dāng)斯12第十三頁(yè)，共25頁(yè)。第十三頁(yè)，共25頁(yè)。130×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.第一節(jié)萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定（1）引力常量：G=6.67×10－11N·m2/kg2若能，如何測(cè)量？當(dāng)然我們感受不到太陽(yáng)的引力。“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球。此時(shí)M對(duì)m的萬(wàn)有引力為F1。陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆0×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.當(dāng)時(shí)有兩個(gè)青年--英國(guó)的亞當(dāng)斯(Adams）和法國(guó)的勒威耶（LeVerrier）在互不知曉的情況下分別進(jìn)行了整整兩年的工作。阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句名言：若能，如何測(cè)量？67×10－11N·m2/kg2此時(shí)M對(duì)m的萬(wàn)有引力為F1。67×10－11N·m2/kg2已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g,由于地球表面物體受到的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，即而太陽(yáng)對(duì)質(zhì)量為50kg的人，引力很小，不到0.質(zhì)量比為M1：M2=4：1，求它們繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比?，F(xiàn)代航天技術(shù)第十四頁(yè)，共25頁(yè)。0×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.現(xiàn)代航天技術(shù)第十四頁(yè)，共14第十五頁(yè)，共25頁(yè)。第十五頁(yè)，共25頁(yè)。15第十六頁(yè)，共25頁(yè)。第十六頁(yè)，共25頁(yè)。16第十七頁(yè)，共25頁(yè)。第十七頁(yè)，共25頁(yè)。17月球繞地球周期T=27.1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。67×10－11N·m2/kg20×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆第一節(jié)萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定第一節(jié)萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句名言：67×10－11N·m2/kg2（1）引力常量：G=6.思考1：地球表面重力加速度隨緯度如何變化？0×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.計(jì)算兩個(gè)人之間的萬(wàn)有引力當(dāng)從M中挖去如圖所示半徑為R/2的球體時(shí)，剩下部分對(duì)m的萬(wàn)有引力為F2，則F1與F2的比為多少？根據(jù)零星的事實(shí)，增加一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多的收獲！一飛行器在地球與月球之間，當(dāng)月球?qū)λ囊偷厍驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r(shí)，這個(gè)飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為?！皼]有任何東西向牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力地樹起人們對(duì)年輕的物理學(xué)的尊敬。Galle）于第二晚就進(jìn)行了搜索，并且在離勒威耶預(yù)報(bào)位置不遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了這顆新行星?？茖W(xué)史上的一段佳話當(dāng)時(shí)有兩個(gè)青年--英國(guó)的亞當(dāng)斯(Adams）和法國(guó)的勒威耶（LeVerrier）在互不知曉的情況下分別進(jìn)行了整整兩年的工作。1845年亞當(dāng)斯先算出結(jié)果，但格林尼治天文臺(tái)卻把他的論文束之高閣。1846年9月18日，勒威耶把結(jié)果寄到了柏林，卻受到了重視。柏林天文臺(tái)的伽勒（J.G.Galle）于第二晚就進(jìn)行了搜索，并且在離勒威耶預(yù)報(bào)位置不遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了這顆新行星。海王星的發(fā)現(xiàn)使哥白尼學(xué)說和牛頓力學(xué)得到了最好的證明。第十八頁(yè)，共25頁(yè)。月球繞地球周期T=27.科學(xué)史上的一段佳話第十八頁(yè)，共25頁(yè)18諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者馮·勞厄：“沒有任何東西向牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力地樹起人們對(duì)年輕的物理學(xué)的尊敬。從此以后，這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國(guó)……”第十九頁(yè)，共25頁(yè)。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者馮·勞厄：第十九頁(yè)，共25頁(yè)。19【例題】如圖所示，在距一個(gè)質(zhì)量為M，半徑為R，密度均勻的球體表面R處，有一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)。此時(shí)M對(duì)m的萬(wàn)有引力為F1。當(dāng)從M中挖去如圖所示半徑為R/2的球體時(shí)，剩下部分對(duì)m的萬(wàn)有引力為F2，則F1與F2的比為多少？【答案】9:7第二十頁(yè)，共25頁(yè)?！纠}】如圖所示，在距一個(gè)質(zhì)量為M，半徑為R，密度均勻的球體20【例題】地球的質(zhì)量大約為月球質(zhì)量的81倍。一飛行器在地球與月球之間，當(dāng)月球?qū)λ囊偷厍驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r(shí)，這個(gè)飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為

。【答案】9:1第二十一頁(yè)，共25頁(yè)?！纠}】地球的質(zhì)量大約為月球質(zhì)量的81倍。一飛行器在地球與21

計(jì)算兩個(gè)人之間的萬(wàn)有引力兩個(gè)質(zhì)量為50kg，相距0.5m的人之間的引力。相當(dāng)于提起一個(gè)質(zhì)量比頭發(fā)絲還小的物體所用的力一粒芝麻重的幾千分之一第二十二頁(yè)，共25頁(yè)。計(jì)算兩個(gè)人之間的萬(wàn)有引力兩個(gè)質(zhì)量為50kg，相距0.522

計(jì)算太陽(yáng)與地球之間的萬(wàn)有引力

已知：太陽(yáng)的質(zhì)量為M=2.0×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.8×1025kg，日地之間的距離為R=1.5×1011m3.5×1022N非常大，能夠拉斷直徑為9000km的鋼柱。3.5×1022(N)

而太陽(yáng)對(duì)質(zhì)量為50kg的人，引力很小，不到0.3N。當(dāng)然我們感受不到太陽(yáng)的引力。第二十三頁(yè)，共25頁(yè)。計(jì)算太陽(yáng)與地球之間的萬(wàn)有引力已知：太陽(yáng)的質(zhì)量為M=23鞏固練習(xí)太陽(yáng)系中的九大行星均在各自的軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆行星的軌道半徑比為R1：R2=2：1，他們的質(zhì)量比為M1：M2=4：1，求它們繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期比T1：T2？解：即第一節(jié)萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定第二十四頁(yè)，共25頁(yè)。鞏固練習(xí)太陽(yáng)系中的九大行星均在各自的軌道上繞太解：即第一節(jié)24課堂小結(jié)兩條基本思路1、重力等于萬(wàn)有引力2、萬(wàn)有引力提供向心力第二十五頁(yè)，共25頁(yè)。課堂小結(jié)兩條基本思路1、重力等于萬(wàn)有引力2、萬(wàn)有引力提供向心257.3萬(wàn)有引力理論的成就第一頁(yè)，共25頁(yè)。7.3萬(wàn)有引力理論的成就第一頁(yè)，共25頁(yè)。26知識(shí)回顧萬(wàn)有引力定律1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。2、公式：（2）r：兩質(zhì)點(diǎn)間的距離或兩均勻球體球心間距離

（1）引力常量：G=6.67×10－11

N·m2/kg23、注意:

m2m1FFr（3）兩個(gè)形狀不規(guī)則物體間萬(wàn)有引力的計(jì)算高中階段不作要求(4)當(dāng)（或）時(shí)，從物理學(xué)的角度看，公式成立嗎？第二頁(yè)，共25頁(yè)。知識(shí)回顧萬(wàn)1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力27阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句名言：

“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球。”

卡文迪許稱量地球質(zhì)量的人第三頁(yè)，共25頁(yè)。阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句名言：“給我一個(gè)支點(diǎn)28生活中物體質(zhì)量的測(cè)量？第四頁(yè)，共25頁(yè)。生活中物體質(zhì)量的測(cè)量？第四頁(yè)，共25頁(yè)。29你能測(cè)出我的質(zhì)量嗎？第五頁(yè)，共25頁(yè)。你能測(cè)出我的質(zhì)量嗎？第五頁(yè)，共25頁(yè)。30一、稱量地球的質(zhì)量思考1：地球表面重力加速度隨緯度如何變化？思考2：為什么要不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響？第六頁(yè)，共25頁(yè)。一、稱量地球的質(zhì)量思考1：地球表面重力加速度隨緯度如何變化？31rω

MmF引F向GθR=6400KM可見向心力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于重力地球?qū)δ愕娜f(wàn)有引力？N第七頁(yè)，共25頁(yè)。rωMmF引F向GθR=6400KM可見向心力地球?qū)δ愕娜f(wàn)32馬克·吐溫：科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增加一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多的收獲！黃金替換式第八頁(yè)，共25頁(yè)。馬克·吐溫：黃金替換式第八頁(yè)，共25頁(yè)。33二、計(jì)算地球的質(zhì)量月球繞地球周期T=27.3天，月地平均距離r=3.84×108m=6×1024kg是否需要考慮太陽(yáng)對(duì)月球的引力？此引力使月球繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)，并不是使月球繞地球轉(zhuǎn)的力。第九頁(yè)，共25頁(yè)。二、計(jì)算地球的質(zhì)量月球繞地球周期T=27.3天，=6×10234計(jì)算方法已知條件結(jié)論：地球的質(zhì)量歸納結(jié)論替換法已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g,由于地球表面物體受到的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，即環(huán)繞法已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,月地平均距離為r,根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，即第十頁(yè)，共25頁(yè)。計(jì)算方法已知條件結(jié)論：地球的質(zhì)量歸納結(jié)論已知地球的半徑R和地35思考3：能測(cè)量地球的密度嗎？若能，如何測(cè)量？第十一頁(yè)，共25頁(yè)。思考3：能測(cè)量地球的密度嗎？第十一頁(yè)，共25頁(yè)。36三、發(fā)現(xiàn)未知天體實(shí)際軌道理論軌道海王星天王星(英)亞當(dāng)斯(法)勒維耶筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星：海王星、哈雷彗星。。。第十二頁(yè)，共25頁(yè)。三、發(fā)現(xiàn)未知天體實(shí)際軌道理論軌道海王星天王星(英)亞當(dāng)斯37第十三頁(yè)，共25頁(yè)。第十三頁(yè)，共25頁(yè)。380×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.第一節(jié)萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定（1）引力常量：G=6.67×10－11N·m2/kg2若能，如何測(cè)量？當(dāng)然我們感受不到太陽(yáng)的引力?！敖o我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球。此時(shí)M對(duì)m的萬(wàn)有引力為F1。陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆0×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.當(dāng)時(shí)有兩個(gè)青年--英國(guó)的亞當(dāng)斯(Adams）和法國(guó)的勒威耶（LeVerrier）在互不知曉的情況下分別進(jìn)行了整整兩年的工作。阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句名言：若能，如何測(cè)量？67×10－11N·m2/kg2此時(shí)M對(duì)m的萬(wàn)有引力為F1。67×10－11N·m2/kg2已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g,由于地球表面物體受到的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力，即而太陽(yáng)對(duì)質(zhì)量為50kg的人，引力很小，不到0.質(zhì)量比為M1：M2=4：1，求它們繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比?，F(xiàn)代航天技術(shù)第十四頁(yè)，共25頁(yè)。0×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.現(xiàn)代航天技術(shù)第十四頁(yè)，共39第十五頁(yè)，共25頁(yè)。第十五頁(yè)，共25頁(yè)。40第十六頁(yè)，共25頁(yè)。第十六頁(yè)，共25頁(yè)。41第十七頁(yè)，共25頁(yè)。第十七頁(yè)，共25頁(yè)。42月球繞地球周期T=27.1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。67×10－11N·m2/kg20×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆第一節(jié)萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定第一節(jié)萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句名言：67×10－11N·m2/kg2（1）引力常量：G=6.思考1：地球表面重力加速度隨緯度如何變化？0×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.計(jì)算兩個(gè)人之間的萬(wàn)有引力當(dāng)從M中挖去如圖所示半徑為R/2的球體時(shí)，剩下部分對(duì)m的萬(wàn)有引力為F2，則F1與F2的比為多少？根據(jù)零星的事實(shí)，增加一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多的收獲！一飛行器在地球與月球之間，當(dāng)月球?qū)λ囊偷厍驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r(shí)，這個(gè)飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為?！皼]有任何東西向牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力地樹起人們對(duì)年輕的物理學(xué)的尊敬。Galle）于第二晚就進(jìn)行了搜索，并且在離勒威耶預(yù)報(bào)位置不遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了這顆新行星?？茖W(xué)史上的一段佳話當(dāng)時(shí)有兩個(gè)青年--英國(guó)的亞當(dāng)斯(Adams）和法國(guó)的勒威耶（LeVerrier）在互不知曉的情況下分別進(jìn)行了整整兩年的工作。1845年亞當(dāng)斯先算出結(jié)果，但格林尼治天文臺(tái)卻把他的論文束之高閣。1846年9月18日，勒威耶把結(jié)果寄到了柏林，卻受到了重視。柏林天文臺(tái)的伽勒（J.G.Galle）于第二晚就進(jìn)行了搜索，并且在離勒威耶預(yù)報(bào)位置不遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了這顆新行星。海王星的發(fā)現(xiàn)使哥白尼學(xué)說和牛頓力學(xué)得到了最好的證明。第十八頁(yè)，共25頁(yè)。月球繞地球周期T=27.科學(xué)史上的一段佳話第十八頁(yè)，共25頁(yè)43諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者馮·勞厄：“沒有任何東西向牛頓引力理論對(duì)行星軌道的計(jì)算那樣，如此有力地樹起人們對(duì)年輕的物理學(xué)的尊敬。從此以后，這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國(guó)……”第十九頁(yè)，共25頁(yè)。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者馮·勞厄：第十九頁(yè)，共25頁(yè)。44【例題】如圖所示，在距一個(gè)質(zhì)量為M，半徑為R，密度均勻的球體表面R處，有一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)。此時(shí)M對(duì)m的萬(wàn)有引力為F1。當(dāng)從M中挖去如圖所示半徑為R/2的球體時(shí)，剩下部分對(duì)m的萬(wàn)有引力為F2，則F1與F2的比為多少？【答案】9:7第二十頁(yè)，共25頁(yè)?！纠}】如圖所示，在距一個(gè)質(zhì)量為M，半徑為R，密度均勻的