高中物理-万有引力理论的成就教学课件设计

第六章万有引力与航天第四节万有引力理论的成就阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句名言“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的呢?那给我们一个天平是否就可以称量地球的质量了呢？不能探究活动一：为什么卡文迪许说自己是“第一个称出地球质量”的人？他是怎样称出的地球质量？一、科学真迷人：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。

已知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。则地球的质量为：例题1：宇航员站在月球表面上的某高处h自由释放一小球，经过时间t落地，已知月球的半径为R，你能求解出月球的质量吗？解：由月球表面附近重力等于万有引力得解得：释放小球后小球做匀加速运动由故月球质量为:可知：发散练习1：已知地球半径约为月球半径的4倍，地球质量是月球质量的81倍，试估算月球表面的重力加速度是多少？（g地=9.8m/s2）解：得：g月=1.9m/s2探究活动二：

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?二、计算天体的质量：物理情景：设M是太阳的质量，m是某个行星的质量，r是行星与太阳之间的距离，T是行星公转的周期，试计算太阳的质量。1.行星实际轨道是什么形状？为了解决问题的方便，我们通常可以认为行星在绕怎样的轨道做什么运动？2.行星做圆周运动的向心力是由什么力来提供的？1、运动形式：环绕天体绕中心天体匀速圆周运动2、万有引力提供向心力，F万=F向Mmr若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多少？则太阳的质量为：地球绕太阳运转的周期:T=365×24×60×60s=3.15×107s例题2：一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，求：（1）.行星运动的轨道半径（2）.恒星的质量

发散练习2：某宇航员驾驶航天飞机到某一星球，他使航天飞机贴近该星球附近飞行一周，测出飞行时间为4.5103s，则该星球的平均密度是多少？1.物体在天体表面时受到的重力等于万有引力（不考虑天体自转）g---------天体表面的重力加速度R--------天体的半径【总结】计算天体质量的基本思路2.行星（或卫星）绕中心天体做匀速圆周运动时，

万有引力提供向心力只能求出中心天体的质量！！！海王星的轨道由英国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”。三、预测未知天体——海王星的发现海王星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