万有引力理论的成就PPT课件(PPT 26页)

1、知识回顾万有引力定1、内容： 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。2、公式：r：质点(球心)间的距离引力常量：G=6.671011 Nm2/kg23、条件: 质点或均质球体m2m1FFr第1页，共26页。阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什么名言？ “给我一个支点，我可以撬动球。” 那我们又是怎么知道巨大的地球的质量呢?那给我们一个杠杆(天平)是否就可以称量地球的质量了呢？答案是:否定的.创设情境第2页，共26页。卡文迪许被称为能称出地球质量的人地球的质量怎样称量?自主学习阅读课本“科学真是迷人”思考问题：第3页，共

2、26页。“称量地球的质量”当时已知：地球的半径R地球表面重力加速度g卡文迪许已测出的引力常量G 卡文迪许是如何 “称量地球的质量”的呢?能否通过万有引力定律来“称量”?合作探究第4页，共26页。物体在天体(如地球)表面附近受到的重力近似等于万有引力“称量地球的质量”问题归纳第5页，共26页。RMGmrFnF引物体在天体表面时受到的 重力近似等于万有引力万有引力分解为两个分力：重力:G=mg 和m随地球自转的向心力Fn:Fn =m r 42T 2结论：自转向心力远小于重力 万有引力近似等于重力 因此不考虑(忽略)地球自转的影响问题归纳第6页，共26页。 科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点猜想

3、，竟能赢得那么多的收获！ 马克吐温“称量地球的质量”问题归纳第7页，共26页。 地球的质量到底有多大?已知:地球表面g=9.8m/s2，地球半径R=6400km，引力常量G=6.671011Nm2/kg2。请你根据这些数据计算地球的质量。“称量地球的质量”M=6.01024kg问题探究第8页，共26页。1、物体在天体表面附近受到的重力等于万有引力g-天体表面的重力加速度R-天体的半径一、计算天体质量的两种方法问题归纳第9页，共26页。一宇航员为测量一星球的质量，在该星球表面上做自由落体运动实验，让小球在高h处自由下落，经时间t落地，已知星球的半径为r，引力常量G.试求星球的质量。 反馈练习第1

4、0页，共26页。测出了某行星的公转周期T、轨道半径r能不能由此求出太阳的质量M？分析：1.将行星的运动看成是 匀速圆周运动 2.万有引力提供向心力 F引=Fn.只能求出中心天体的质量！不能求出转动天体的质量！M=2.01030kg思考：不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期T都是不同的但是由不同行星的r、T计算出来的太阳质量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？问题探究第11页，共26页。计算中心天体的质量已知: 地球半径： R = 6400103m 月亮周期： T = 27.3天2.36106s 月亮轨道半径: r 60R， 求：地球的质量M？ F引=Fn反馈练习第12页，共26页。计

5、算中心天体的质量知道环绕天体的线速度v或角速度及其轨道半径r，能不能求出中心天体的质量？ F引=Fn问题归纳第13页，共26页。2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力提供向心力一、计算天体质量的两种方法只能求出中心天体的质量！问题归纳第14页，共26页。二、天体密度的计算MVr=问题归纳第15页，共26页。当rR时二、天体密度的计算MVr=问题归纳第16页，共26页。请阅读课本“发现未知天体”，回答如下问题：问题1：笔尖下发现的行星是 哪一颗行星？问题2：人们用类似的方法又 发现了哪颗星？三、发现未知天体问题归纳第17页，共26页。背景： 1781年由英国物理学家威廉赫歇尔发现了天王星

6、，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测的结果有一些误差 三、发现未知天体问题归纳第18页，共26页。 海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。1846年9月23日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星” 。海王星三、发现未知天体问题归纳第19页，共26页。理论轨道实际轨道 海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新星的存在 在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗新星冥王星三、发现未知天体问题归纳第20页，共26页。诺贝尔物理

7、学奖获得者-物理学家冯劳厄说： “没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国 ”三、发现未知天体问题归纳第21页，共26页。课堂小结两种基本方法1、重力等于万有引力2、万有引力提供向心力第22页，共26页。中心天体M转动天体m轨道半经r明确各个物理量天体半经R第23页，共26页。利用下列哪组数据可以计算出地球的质量 （ ）A. 地球半径R和地球表面的重力加速度gB. 卫星绕地球运动的轨道半径r和周期TC. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期TABCD反馈练习第24页，共26页。直击高考已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离r和月球绕地