甘肅省武威市高中物理 第六章 萬有引力與航天 6.4 萬有引力理論的成就課件 新人教版必修2.ppt

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1、4萬有引力理論的成就,1.了解萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用。,2.會(huì)用萬有引力定律計(jì)算天體的質(zhì)量和密度。,3.掌握綜合運(yùn)用萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)分析具體問題的方法。,(1)分別寫出向心力與線速度、角速度以及周期的關(guān)系式。,(2)萬有引力定律的內(nèi)容是什么？如何用公式表示？,知識(shí)回憶,阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句什么名言？,“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球?！?那我們又是怎么知道巨大的地球的質(zhì)量呢?,那給我們一個(gè)杠桿(天平)是否就可以稱量地球的質(zhì)量了呢？,不能,一、科學(xué)真是迷人二百多年前,英國人卡文迪許用他自己設(shè)計(jì)的扭秤，“第一次稱出了地球的質(zhì)量”。,稱量地球的重量,1.卡文迪許為什

2、么說自己的實(shí)驗(yàn)是“稱量地球的重量（質(zhì)量）”？請你解釋一下原因。,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,M是地球質(zhì)量，r是物體距地心的距離，即地球半徑R,重力加速度g和地球半徑R在卡文迪許之前就知道了，一旦測得引力常量G，則可以計(jì)算出地球的質(zhì)量M。,例1.設(shè)地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R=6.4106m，引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，試估算地球的質(zhì)量。,答案：61024kg,解：,1.地球?qū)嶋H軌道是什么形狀？為了解決問題的方便，我們通?？梢哉J(rèn)為地球在繞怎樣的軌道做什么運(yùn)動(dòng)？,,用萬有引力定律可算出地球的質(zhì)量，能否用它算出太陽的質(zhì)量呢?,通?？梢哉J(rèn)為地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,

3、二、計(jì)算天體的質(zhì)量,2.地球作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由什么力來提供的？,,地球作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由太陽對(duì)地球的萬有引力來提供的。,,,地球公轉(zhuǎn)角速度不能直接測出,但我們知道地球公轉(zhuǎn)的周期。,,該表達(dá)式與地球（環(huán)行天體）質(zhì)量m有沒有關(guān)系？,,,,,,例2.把地球繞太陽的公轉(zhuǎn)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑約為1.51011m，已知引力常量G=6.671011Nm2/kg2，則可估算出太陽的質(zhì)量約為kg。,解：地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)的周期:T=365246060s=3.15107s地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供，,答案：21030【提示】解題時(shí)經(jīng)常需要引用一些常數(shù)，如地球自轉(zhuǎn)周期、月球公轉(zhuǎn)周期等

4、。應(yīng)注意挖掘使用。,海王星的軌道由英國的劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的天文愛好者勒維耶各自獨(dú)立計(jì)算出來。1846年9月23日晚，由德國的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星,人們稱其為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”。,,海王星,三、預(yù)測未知天體海王星的發(fā)現(xiàn),當(dāng)時(shí)有兩個(gè)青年英國的亞當(dāng)斯和法國的勒維耶在互不知曉的情況下分別進(jìn)行了整整兩年的工作。1845年亞當(dāng)斯先算出結(jié)果，但格林尼治天文臺(tái)卻把他的論文束之高閣。1846年9月18日，勒維耶把結(jié)果寄到了柏林，卻受到了重視。柏林天文臺(tái)的伽勒于1846年9月23日晚就進(jìn)行了搜索，并且在離勒維耶預(yù)報(bào)位置不遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了這顆新行星。海王星的發(fā)現(xiàn)使哥白尼學(xué)說和牛頓力

5、學(xué)得到了最好的證明。,科學(xué)史上的一段佳話,海王星的發(fā)現(xiàn),海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計(jì)算的不一致。于是幾位學(xué)者用亞當(dāng)斯和勒維耶列的方法預(yù)言另一顆行星的存在。在預(yù)言提出之后，1930年3月14日，湯博發(fā)現(xiàn)了這顆行星冥王星。,1.飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行，認(rèn)為行星是密度均勻的球體，要確定該行星的密度，只需要測量()A.飛船的軌道半徑B.飛船的質(zhì)量C.飛船的運(yùn)行周期D.行星的質(zhì)量,C,2.設(shè)行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)軌道是圓，則其運(yùn)行周期T的平方與其運(yùn)動(dòng)軌道半徑R的三次方之比為常量，那么k的大?。ǎ〢.只與行星質(zhì)量有關(guān)B.只與恒星質(zhì)量有關(guān)C.與行星及恒星的速度都有關(guān)D.以上都不正確,B,3.（2012南陽高一檢測）航天飛機(jī)在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過程中，下列關(guān)于宇航員的說法中正確的（）A.宇航員不再受重力作用B.宇航員受的重力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力C.宇航員處于完全失重狀態(tài)D.宇航員對(duì)座椅的壓力為零,BCD,,,（r為軌道半徑，R為中心天體的半徑）,（衛(wèi)星在天體表面做圓周運(yùn)動(dòng)）,F萬=F向,,=,