人教版高中物理(必修2)_64 万有引力理论的成就_课件.ppt

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1、6.4万有引力理论的成就学习目标1、了解万有引力定律在天文学上的应用2、会用万有引力定律计算天体的质量和密度3、掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法知识回顾：万有引力定律的公式：M、m、r、G的含义各是什么？卡文迪许1789年，英国物理学家卡文迪许在实验室利用扭秤实验测出了引力常量。同时向外界宣称“我测量出了地球的质量”。秤量地球的重量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

2、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，则可以算出地球质量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=6.67×10-11Nm2/kg2，试估算地球的质量。mgF引F向F支已知：地球半径6400km求一个1kg的物体放在地球表面的最大向心力？万有引力与重力：结论：由于地球自转对物体的影响很小，我们可以不考虑地球自转的影响，近似认为地面上物体的重力就等于地球与物体间的万有引力。即：F引=mg思考：已知地球半径和万有引力常量，现有下列器材：弹簧秤、

3、天平。请设计称量地球质量的实验方案。探究：有些天体目前还不能到其表面测物体的重力，例如火星，甚至还有些天体将来也不可能到达，例如太阳，人们用什么方法测它的质量？计算天体的质量月球绕地球做匀速圆周运动需要条件：月球线速度v；月球轨道半径r。需要条件：月球角速度ω；月球轨道半径r需要条件：月球公转周期T；月球轨道半径r例2、回答下面3个小问题。①如果以水星绕太阳做匀速圆周运动为研究对象，需要知道哪些量才能求得太阳的质量？需要知道水星做匀速圆周运动的公转周期T及公转半径r②水星和地球绕太阳做圆周运动的公转周期T是不一

4、样的，公转半径也是不一样的，那用公式求解出来的太阳的质量会是一样的吗？是一样的，根据开普勒第三定律，对于同一中心天体，所有环绕天体的值是有一样的。所以③你现在能证明开普勒第三定律中的k与中心天体有关吗？牢记计算的是中心天体的质量，不能计算环绕天体的质量。归纳总结（1）对于有行星（或卫星）的天体，可把行星（或卫星）绕中心天体的运动近似看做匀速圆周运动，其所需的向心力由中心天体对其的万有引力提供的。（2）对于没有行星（或卫星）的天体，或虽有行星（或卫星），但不知道其运行的有关物理量的情况下，可以忽略天体自转的影响，

5、根据万有引力近似等于重力的关系列式，计算天体的质量。练习：已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是()A．地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离B．月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离C．人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期D．若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度BCD例3、宇航员站在一个星球表面上的某高处h自由释放一小球，经过时间t落地，该星球的半径为R，你能求解出该星球的质量吗？请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题：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

6、又发现了哪颗星？发现未知天体牢记不同星球表面的力学规律相同，只是重力加速度g不同，在解决其他星球表面上的力学问题时，若要用到重力加速度应该是该星球的重力加速度，如：竖直上抛运动、平抛运动、竖直平面内的圆周运动，都要用该星球的重力加速度。二、发现未知天体海王星的发现冥王星的发现哈雷彗星回归周期计算——哈雷（英）科学真是迷人科学真是迷人，根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！——马克·吐温这节课你有什么收获？