《萬有引力理論成就》PPT課件.ppt

1、,人教版普通高中物理必修2,1、萬有引力定律的內容？ 2、公式中各個物理量的含義？ 3、公式適用條件？,m1、m2：兩物體質量 r:兩物體間距離 G：引力常量 F萬：兩物體間萬有引力,兩個質點 兩個球體 一球體、一質點,復習提問：,一、稱量地球質量,(1)稱量條件：不考慮地球自轉的影響,(3)稱量結果：,卡文迪許被稱為能稱出地球質量的人!,(2)稱量原理：地面上質量為m的物體所受重力等于地 球對物體的引力,結論：地面的重力加速度g和地球半徑在卡文迪許之前就已知道，一量測得引力常量，就可算出地球質量。,此方法求月球的質量，需要測出哪些相關量？ 此方法求火星的質量，需要測出哪些相關量？,若不考慮星

2、球自轉的影響，星球上的物體所受的重力等于星球與物體間的_,萬有引力,表面問題,M為星球質量 g為星球表面的重力加速度 R為星球自身的半徑,題眼：表面重力加速度,已知月球表面的重力加速度是地球的六分之一，月球的半徑是1.7103km，試估算月球的質量有多大。地球表面處的重力加速度取10m/s2,課堂練習,設M是太陽質量，m是某個行星的質量，r是行星與太陽之間的距離，T是行星公轉周期.,太陽的質量,結論：測出行星的公轉周期和它與太陽的距離r，就可以算出太陽的質量。,行星繞太陽做勻速圓周運動,建立物理模型,M,思考：根據(jù)不同行星的r、T算出來的太陽質量是否一致？從中可發(fā)現(xiàn)什么？,思考：行星：環(huán)繞天體

3、 太陽：中心天體 從此式中能求出環(huán)繞天體（行星）的質量嗎？,用此方法能求出地球質量嗎？需要具備什么條件？ 用此方法能求出月球質量嗎？需要具備什么條件？,環(huán)繞問題,環(huán)繞天體所需的 由中心天體對環(huán)繞天體的 提供,向心力,萬有引力,M為中心天體質量 m為環(huán)繞天體質量 r為軌道半徑（即中心和環(huán)繞天體間距離） v、T為環(huán)繞天體運動參量,題眼：環(huán)繞、圓周、 v、T、r等,課堂練習,已知月球與地球的距離是3.84108m,月球繞地球轉動的線速度大小為1000m/s,試求地球質量M。保留2位有效數(shù)字).,海王星,請閱讀課本“發(fā)現(xiàn)未知天體”，回答以下問題：,問題3：人們用類似的方法又發(fā)現(xiàn)了哪顆星？ 發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)

4、律？,問題1：筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星是哪一顆行星？,問題2：人們是怎樣應用萬有引力定律來發(fā)現(xiàn)未知天體的？,基本思路 當一個已知行星的實際軌道和萬有引力定律理論計算的軌道之間有較大的誤差時，說明還有未知的天體給這個行星施加引力。,哈雷彗星,冥王星,海王星的軌道由英國的劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文愛好者勒維耶各自獨立計算出來。 1846年9月23日晚，由德國的伽勒在勒維耶預言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星,人們稱其為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星” 。,1、A、B兩顆行星，質量之比為MA/MB=p，半徑之比為RA/RB=q，則兩行星表面的重力加速度之比為（ ） A、p/q B、pq2 C、p/q2 D、pq,2、

5、地球公轉的軌道半徑是r1，周期是T1，月球 繞地球運轉的軌道半徑是r2，周期是T2，則太陽 質量與地球質量之比是（ ）,A,B,C,D,小結,計算天體質量的基本思路,1、物體在天體表面時受到的重力等于萬有引力,2、環(huán)繞天體做勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供,天上一式,地上一式,背景： 1781年由英國物理學家威廉赫歇爾發(fā)現(xiàn)的第七顆行星天王星的運動軌道有些“古怪”：根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道與實際觀測的結果總有一些偏差,探索發(fā)現(xiàn),1、海王星的發(fā)現(xiàn),若已知半徑為R的球體體積的計算式為,當環(huán)繞天體在中心天體表面做近地飛行,表面,環(huán)繞,其軌道半徑r等于天體半徑R,特別提醒：(1)計算天體的質量的

6、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(qū)分R指中心天體的半徑，r指行星或衛(wèi)星的軌道半徑若繞近地軌道運行，則有Rr.,探索發(fā)現(xiàn),背景： 海王星發(fā)現(xiàn)之后，經過一段時間的觀測研究，天文學家們認為，就算把海王星施加給天王星的影響考慮進去，還是不能完全使天王星的計算位置與觀測結果相符。不但如此，天文學家們還發(fā)現(xiàn)海王星的運動也不正常，因此推測，在海王星外應該還有一顆行星。1930年3月14日，湯博發(fā)現(xiàn)了這顆新星冥王星,乾安縣第四中學物理組,、冥王星的發(fā)現(xiàn),萬有引力定律的應用,測天體的質量、密度,行星、衛(wèi)星的運動,宇宙速度,同步衛(wèi)星,思路

7、一：天體表面重力近似等于萬有引力,思路二：天體運動中，萬有引力提供物體圓周運動向心力,重力加速度g,方法歸納：,小結本課：,（當衛(wèi)星在天體表面做近地飛行呢？）,（1）某星體m圍繞中心天體M做圓周運動的周期為T，半徑為r,（3）中心天體密度,（2）已知中心天體的半徑R和表面g,，引力常量為,，那么該行星的平均密度為（ ） A.,B.,C.,D.,1、若有一星球密度與地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍則該星球質量是地球質量的 （ D ） A、0.5倍 B、2倍 C、4倍 D、8倍,3.若有一艘宇宙飛船在某一行星表面做勻速圓周運動，已知其周期為,天文學家新發(fā)現(xiàn)了太陽系外的一顆

8、行星這顆行星的體積是地球的4.7倍，質量是地球的25倍已知某一近地衛(wèi)星繞地球運動的周期約為1.4小時，引力常量G6.671011Nm2/kg2，由此估算該行星的平均密度約為() A1.8103 kg/m3 B5.6103 kg/m3 C1.1104 kg/m3 D2.9104 kg/m3,5.為了研究太陽的演化進程，需知道目前太陽的質量M。已經知道地球的半徑,m。地球的質量,kg。日地中心的距離為,m，地球表面處的重力加速度取,/s2，一年約為,s。試估算目前太陽的質量M（保留一位有效數(shù)字，引力常量未知）,綜合題,變式訓練1、如果我們能測出月球表面的加速度g，月球的半徑R和月球繞地球運轉的周期

9、T，就能根據(jù)萬有引力定律“稱量”月球的質量了已知引力常量G，用M表示月球的質量，關于月球質量，下列各式正確的是(),3解決天體問題時應注意的問題 (1)在用萬有引力等于向心力列式求天體的質量時，只能測出中心天體的質量，而環(huán)繞天體的質量在方程式中被消掉了 (2)應用萬有引力定律求解時還要注意挖掘題目中的隱含條件如地球公轉一周是365天，自轉一周是24小時，其表面的重力加速度約為9.8 m/s2等,應用萬有引力計算天體質量的基本思路：,1.確定中心天體，找出繞該天體作勻速圓周運動的物體;,2.建立天體運動的基本方程;,F萬=F向,3.明確方程中各物理量的涵義。,牢記,不同星球表面的力學規(guī)律相同，只是重力 加速度g不同，在解決其他星球表面上的 力學問題時，若要用到重力加速度應該是 該星球的重力加速度，如：豎直上拋運動、 平拋運動、豎直平面內的圓周運動，都要 用該星球的重力加速度。,導入新課,美國的阿波羅8號從月球返回時，當?shù)孛婵刂浦行膯柺钦l在駕駛時，指令長這樣回答：“我想是牛頓在駕駛”。為什么會這樣說呢？萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義：他對天文學的發(fā)展具有深遠的影響，他把地面上的物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一起來，對科學文化的發(fā)展起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有