2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第7章万有引力与宇宙航行7.3万有引力理论的成就课件

万有引力理论的成就(1)分别写出向心力与线速度、角速度以及周期的关系式.(2)万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？知识回忆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,我可以撬动地球.”

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？不能一、科学真是迷人

二百多年前,英国人卡文迪许用他自己设计的扭秤,“第一次称出了地球的质量”.

称量地球的重量

1.卡文迪许为什么说自己的实验是“称量地球的重量（质量）”？请你解释一下原因.

不考虑地球自转的影响M是地球质量,r是物体距地心的距离,即地球半径R重力加速度g和地球半径R在卡文迪许之前就知道了,一旦测得引力常量G,则可以计算出地球的质量M.

例1.设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2,地球半径R=6.4×106m,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,试估算地球的质量.

答案：6×1024kg解：1.地球实际轨道是什么形状？为了解决问题的方便,我们通常可以认为地球在绕怎样的轨道做什么运动？用万有引力定律可算出地球的质量,能否用它算出太阳的质量呢?通常可以认为地球绕太阳做匀速圆周运动.二、计算天体的质量

2.地球作圆周运动的向心力是由什么力来提供的？rMmF地球作圆周运动的向心力是由太阳对地球的万有引力来提供的.

地球公转角速度不能直接测出,但我们知道地球公转的周期.该表达式与地球（环行天体）质量m有没有关系？rMmFvT例2.把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动,轨道半径约为1.5×1011m,已知引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg2,则可估算出太阳的质量约为

kg.解：地球绕太阳运转的周期:T=365×24×60×60s=3.15×107s地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供,答案：2×1030【提示】解题时经常需要引用一些常数,如地球自转周期、月球公转周期等.应注意挖掘使用.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、预测未知天体——海王星的发现

当时有两个青年——英国的亚当斯和法国的勒维耶在互不知晓的情况下分别进行了整整两年的工作.1845年亚当斯先算出结果,但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁.1846年9月18日,勒维耶把结果寄到了柏林,却受到了重视.柏林天文台的伽勒于1846年9月23日晚就进行了搜索,并且在离勒维耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星.海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明.科学史上的一段佳话理论轨道实际轨道

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耶列的方法预言另一颗行星的存在.在预言提出之后,1930年3月14日,汤博发现了这颗行星——冥王星.1.飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行,认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量

()A.飞船的轨道半径B.飞船的质量C.飞船的运行周期D.行星的质量C2.设行星绕恒星的运动轨道是圆,则其运行周期T的平方与其运动轨道半径R的三次方之比为常量,那么k的大小（）A.只与行星质量有关B.只与恒星质量有关C.与行星及恒星的速度都有关D.以上都不正确B3.航天飞机在围绕地球做匀速圆周运动过程中,下列关于宇航员的说法中正确的（）A.宇航员不再受重力作用B.宇航员受的重力提供其做匀速圆