(人教版)物理必修二课件：6.4万有引力理论的成就

1、物理物理必修必修2 2（人教版）（人教版）宜丰中学黄清华第六章万有引力与航天第六章万有引力与航天第四节万有引力理论的成就第四节万有引力理论的成就 栏目链接栏目链接情情 景景切切 入入阿基米德曾说过一句话：阿基米德曾说过一句话：“假如给我一个杠杆假如给我一个杠杆，一一个支点个支点，我就能撬动地球我就能撬动地球”他想他想，地球的质量可以通地球的质量可以通过计算这个杠杆的动力臂与阻力臂的比来得出过计算这个杠杆的动力臂与阻力臂的比来得出，相信很相信很多人都有同样的想法这当然不能够实现多人都有同样的想法这当然不能够实现，但现在我们但现在我们可以用可以用“万有引力定律万有引力定律”这个法宝来这个法宝来“测

2、测”地球和太阳地球和太阳的质量的质量 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接课课 标标点点 击击 栏目链接栏目链接1了解万有引力定律在天文学上的重要应用了解万有引力定律在天文学上的重要应用2会用万有引力定律计算天体的质量会用万有引力定律计算天体的质量3理解并运用万有引力定律处理天体问题的思理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法路、方法 栏目链接栏目链接 栏目链接栏目链接课课 前前导导 读读 栏目链接栏目链接一、计算中心天体的质量和密度一、计算中心天体的质量和密度万有引力万有引力课课 前前导导 读读 栏目链接栏目链接课课 前前导导 读读 栏目链接栏目链接课课 前前导导 读读 栏目链接栏目链接

3、二、发现未知天体二、发现未知天体1海王星的发现过程海王星的发现过程18世纪，人们观测发现，世纪，人们观测发现，1781年发现的太阳系年发现的太阳系的第七颗行星的第七颗行星天王星的运动轨道与根据天王星的运动轨道与根据_计算出来的轨道总有一些偏差计算出来的轨道总有一些偏差英国剑桥大学的学生英国剑桥大学的学生_和法国年轻的天和法国年轻的天文学家文学家_根据天王星的观测资料，各自独立地根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗行星的轨道利用万有引力定律计算出这颗行星的轨道万有引力定律万有引力定律亚当斯亚当斯勒维耶勒维耶课课 前前导导 读读 栏目链接栏目链接1846年年9月月23日晚，德

4、国的日晚，德国的_在勒维耶预在勒维耶预言的附近发现了这颗行星，人们称其为言的附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现笔尖下发现的行星的行星”后来，这颗行星命名为海王星后来，这颗行星命名为海王星2哈雷彗星的哈雷彗星的“按时回归按时回归”1705年，英国天文学家年，英国天文学家_根据万有引力根据万有引力定律计算了一颗著名彗星的轨道并正确预言了它的回定律计算了一颗著名彗星的轨道并正确预言了它的回归，这就是哈雷彗星归，这就是哈雷彗星伽勒伽勒哈雷哈雷 栏目链接栏目链接问问 题题探探 究究 栏目链接栏目链接问题怎样计算天体的质量和密度？问题怎样计算天体的质量和密度？一、天体的质量一、天体的质量求天体质量

5、的方法主要有两大类，一类是利用此天求天体质量的方法主要有两大类，一类是利用此天体的一个卫星体的一个卫星(或行星或行星)绕它做匀速圆周运动的有关规律来绕它做匀速圆周运动的有关规律来求，另一类是利用天体表面处的重力加速度来求求，另一类是利用天体表面处的重力加速度来求1已知某星体绕天体做匀速圆周运动，利用万有已知某星体绕天体做匀速圆周运动，利用万有引力充当向心力列出相关方程即可求出中心天体的质引力充当向心力列出相关方程即可求出中心天体的质量一般有以下三种形式：量一般有以下三种形式：问问 题题探探 究究 栏目链接栏目链接问问 题题探探 究究 栏目链接栏目链接问问 题题探探 究究 栏目链接栏目链接问问

6、题题探探 究究 栏目链接栏目链接名师提示名师提示：(1)利用上述方法求天体的质量时利用上述方法求天体的质量时，只只能求出中心天体的质量而不能求出环绕天体的质量能求出中心天体的质量而不能求出环绕天体的质量(2)在估算天体质量时在估算天体质量时，地球的公转周期、地球的地球的公转周期、地球的自转周期、月球绕地球的运动周期及地球同步卫星的自转周期、月球绕地球的运动周期及地球同步卫星的周期等属于常识性知识周期等属于常识性知识，可作为已知条件使用可作为已知条件使用问问 题题探探 究究 栏目链接栏目链接u尝试应用尝试应用已知引力常量已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离、月球中心到地球中心的距离R和和月球

7、绕地球运行的周期月球绕地球运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有算出的物理量有()A月球的质量月球的质量 B地球的质量地球的质量C地球的半径地球的半径 D地球的密度地球的密度B答案：答案： 栏目链接栏目链接知知 识识解解 惑惑题型题型1 1 测定天体质量的方法测定天体质量的方法 栏目链接栏目链接知知 识识解解 惑惑解析：解析： 栏目链接栏目链接知知 识识解解 惑惑 栏目链接栏目链接答案：答案：D6.021024 kg即地球质量的数量级别是即地球质量的数量级别是1024 kg.知知 识识解解 惑惑u变式应用变式应用 栏目链接栏目链接答案：答案：B知知 识识

8、解解 惑惑 栏目链接栏目链接题型题型2 2 测定天体的密度测定天体的密度知知 识识解解 惑惑解析：解析： 栏目链接栏目链接答案：答案：A知知 识识解解 惑惑u变式应用变式应用 栏目链接栏目链接答案：答案：2假设在半径为假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的运行周卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的运行周期为期为T1，已知引力常量为，已知引力常量为G，则该天体的密度为，则该天体的密度为_若这颗卫星距该天体表面的高度为若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得，测得在该处做圆周运动的周期为在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体

9、的密度又可表，则该天体的密度又可表示为示为_知知 识识解解 惑惑 栏目链接栏目链接题型题型3 3 行星运动规律的分析行星运动规律的分析例例3行星质量分别为行星质量分别为m1和和m2，绕太阳运行的轨道，绕太阳运行的轨道半径分别是半径分别是r1和和r2，求：，求：(1)它们与太阳间的万有引力之比；它们与太阳间的万有引力之比；(2)它们的公转周期之比它们的公转周期之比知知 识识解解 惑惑解析：解析： 栏目链接栏目链接知知 识识解解 惑惑 栏目链接栏目链接答案：答案：知知 识识解解 惑惑 栏目链接栏目链接名师归纳名师归纳：在中学物理中解决天体运动问题在中学物理中解决天体运动问题，通常把天体运动看作匀速

10、圆周运动通常把天体运动看作匀速圆周运动，天体运动的向天体运动的向心力由万有引力提供心力由万有引力提供，根据万有引力定律和向心力根据万有引力定律和向心力的有关公式列出方程的有关公式列出方程，即可求解即可求解知知 识识解解 惑惑u变式应用变式应用 栏目链接栏目链接如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳带假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动下列说法正确的是做匀速圆周运动下列说法正确的是()A太阳对各小行星的引力相同太阳对各小行星的引力相同B各小行星绕太阳运动的周期均小于一年各小行星绕太阳运动的周