高一物理课件万有引力定律及其应用.pptVIP

案例一：预测未知天体 1781年英国天文学家威廉.黑歇耳用望远镜发 现了太阳系第七颗行星天王星. 1821年人们发现天王星的实际轨道与万有引 力定律计算出的理论轨道有较大差异，出现 一种叫“摄动”的“出轨”现象,引起了人们 进行了各种猜测. 1832年英国天文学爱好者哈赛依提出一 种假设，认为天王星这种“出轨”现象是 由于目前尚未发现的天王星外侧的行星对 它的吸引而引起的. 科学史海王星的发现 同一时期，法国的年轻天文学家勒威烈也在 独立地研究计算，得出了与亚当斯相同的结果 . 1846年9月23日晚,德国天文学家伽勒在柏 林天文台望远镜对准了勒威耶和亚当斯笔下 计算出的位置，终于找到了那颗神秘行星 海王星。 1845年9月英国剑桥大学数学系学生亚当 斯根据万有引力定律，结合数学方法进行 运算，计算出了那颗行星的位置 发现海王星的影响和意义? 海王星的发现首先彻底消除了人们对 牛顿引力学说的怀疑，同时也充分显示 了理论对实践的巨大指导作用。 海王星的发现被称作笔尖下的发现 （首先是计算出来的），它前后用了几 十个方程和二十几年的时间，这实在是 一件不容易的事，这既需要不畏艰难的 精神和勇气，也需要科学探究方法。 寻找海王星的过程和方法? 发现问题 -提出假设 -理论计算 -实验观测 猜想:太阳系有没有第十颗行星呢? 计算,预测和观察法 1930年2月18日，美国天文学家汤苞用计算预测 和观察法发现了太阳系第九颗行星-冥王星 案例二：预言彗星回归 相关资料:彗星 1705年英国天文学家哈雷根据万有引力理 论对1682年出现的大彗星的运动轨道进行了 计算，指出它就是1531年，1607年出现的同 一颗彗星，并预言它将于1758年再次出现， 这个预言果然得到证实。 哈雷彗星大约隔76年临近地球一次，上一 次是1986年，下次来访是2062年 科学史哈雷彗星的研究 哈雷彗星彗密度很小：大约0.1克/立方厘米. 彗发的直径通常约为105千米，彗尾常常很长达108千米。 彗尾被认为是由气体和尘埃组成 “深度撞击击”与彗星亲亲密接触(图图) 2005年07月05日 09:04 人民网-人民日报 美国宇航局“深度撞击击”号撞击击器击击中目标标（新华华/路福?br点击击此处查处查 看全部科技图图片 美国东东部时间时间 7月4日凌晨1时时52分，北京时间时间 7月4日13时时52分，美国宇航局“深度撞击击”号飞飞船发发出的370公斤铜质铜质 撞击击器，犹 如一颗飞驰颗飞驰 的炮弹弹，按照科学家预计预计 的时间时间 ，准确撞击击了华华盛顿顿市般大小的坦普尔1号彗星，在太空绽绽放出宝石光芒一般绚烂绚烂 的“焰 火”，人类类首次“人造天象”奇观观大获获成功。 案例三：“称出”天体质量 如何测量计算巨大物体的质量 ? 如何测量计算地球的质量呢？ 议一议：根据所学知识提出自己的设想、方案 . 想一想:如何计算一座石碑,一头大象的质量? 算一算： 已知地球半径约为R=6400千米，月 球到地球中心距离约为r=380000千米， 地球表面重力加速度约为g=10米/秒2， 月球绕地球作圆周运动的周期约为T=30 天，用以上条件： 求出地球质量的数学表达式(写出推 算过程) 估算地球质量有多大？ 讨论与交流： 根据上题条件你能同时算出月球 的质量吗？ 如果知道地球绕太阳运动的半径和周 期，你能求出谁的质量呢？为什么？ 分析与思考 ? 知道环绕天体的运动情况(如 周期T和轨道半径r)可求中心天 体质量M，反过来知道中心天体 质量能否求出环绕天体的运动 情况? 案例四：计算天体的运动 例：据美联社2002年月日报 道，天文学家在太阳系9大行星之 外，又发现了一颗比地球小的多的 新行星若把它绕太阳的运动轨道 看作圆,已知太阳的质量为M,测得 它到太阳的距离为r，求该行星的 运行速度和公转周期 本节课我们学习了万有引力定律应 用的哪几个方面？你得到哪些收获？ 回顾小结： 思路与方法： 环绕天体绕中心天体的运动可近似为匀速圆周运动 做圆周运动的向心力是中心天体对环绕天体的万有引力 由万有引力公式和向心力公式列方程 解方程可求出环绕天体的线速度、角速度、周期等 美国著名文学家马克.吐温，他是物理学的 一位外行人，面对万有引力理论产生的科学 成就，满怀激情地说： “科学真是迷人。根据零星的 事实，增添一点猜想，竟能 获得那么多收获！” 课堂练习： 1、已知下列哪些数据，可以计算出地球质量：（ ） A地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B 月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道 半径 C人造地球卫星绕地球运行的线速度和运行周期 D地球半径和地球表面的重力加速度（不计地球 自转的影响） BCD 2、宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星 ”，它们以相互引力为向心力，以两者连 线上的某一点为圆心作匀速圆周运动，从 而不致因万有引力的作用吸引到一起。（ 双星运动特点：角速度相同；旋转方向相 同） （1）试证明它们的轨道半径之比，线速度 之比都等于质量之反比 （2）设两者的质量分别是M和m，二者相距 L，写出它们的角速度表达式。 （3）讨论：若Mm 情况如何？ 3、已知海王星的直径是地 球的4倍，海王星表面的重 力加速度和地球表面相当， 求海王星的质量（已知地球 半径约为6400千米） 实践与探究： 假设你是第一个登上火星表面的 地球人，承担着一项科学考察任 务：测定火星的质量.你有什