人教版高中物理《万有引力理论的成就》优秀课件.pptx

1、复习回顾复习回顾1 1、内容：、内容：2 2、表达式：、表达式：自然界中任何两个物体都相互吸引，引自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量与物体的质量m1和和m2的乘积成正比的乘积成正比、与、与它们之间它们之间距离距离r的二次方成反比的二次方成反比221rmmGF G=6.67x10G=6.67x10-11-11NmNm2 2/kg/kg2 2卡文迪许卡文迪许3 3万有引力理论的成就对于地对球对于地球，我们怎样对于地球，我们怎样“称称量量”它的质量呢？它的质量呢？FnRMGmwrF引引物体在地球表面受到的重力和万有引力什

2、物体在地球表面受到的重力和万有引力什么关系？么关系？物体物体m m在纬度为在纬度为的位置，万的位置，万有引力指向地心，分解为两有引力指向地心，分解为两个分力个分力重力：重力：G=mgG=mg随地球自转围绕地轴运动的随地球自转围绕地轴运动的 向心力：向心力：RTF224mn一一“称量称量”地球的质量地球的质量人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件若已知若已知m=60kg，g=9.8m/s2，R=6400km，T=24h，求求G和和FnG=mgG=mgRTF224mn结论：结论：向心力远小于重力，万有引力向心力远小于重力，万有引力 近似等于重力

3、近似等于重力G=mg，前提条件是不考虑前提条件是不考虑（忽略）地球自转的影响。（忽略）地球自转的影响。2N=588N2mGFRM2mGmgRM人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件地面附近的重力加速度地面附近的重力加速度g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，地球半径，地球半径R R=6.4=6.410106 6m m，引力常量，引力常量G=6.67G=6.671010-11-11 Nm Nm2 2/kg/kg2 2，试估算地球的质量。试估算地球的质量。26 22411gR9.8(6.4 10)Mkg6 10 kgG6.67 10 解：解：

4、2mGmgRM人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件 用万有引力定律可算出地球的质量，能否用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它算出太阳的质量呢?需要用到哪些条件？需要用到哪些条件？提示提示1 1、可以认为地球绕太阳做、可以认为地球绕太阳做匀速圆周运动匀速圆周运动2 2、万有引力、万有引力提供提供向心力向心力F F引引=F=Fn n二、计算天体的质量二、计算天体的质量 rMm、TF人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件地球作圆周运动的向心力是由太阳对地球的万有引力来

5、提供的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nFF 引2rMmGF 引rMmFrmFn2rmrMmG22GrM32 地球公转角速度地球公转角速度 不能不能直接测出直接测出,但我们知道地球但我们知道地球公转的周期公转的周期 .T人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件rMmFvT2324GTrMGrM32T2思考：思考：不同行星与太阳的距离不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期和绕太阳公转的周期T都都是不同的。但是不同行星的是不同的。但是不同行星的r和周期和周期T计算出太阳的质量计算出太阳的质量必须是一样的！这个公式能保证这一

6、点吗？必须是一样的！这个公式能保证这一点吗？只能求出中心天体的质量！不能求出环绕天体的质量！人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件借助于月亮计算地球的质量，那么需要知道哪些条件？借助于月亮计算地球的质量，那么需要知道哪些条件？月球绕地球运行的周期月球绕地球运行的周期T=27.3天，天，月球与地球的平均距离月球与地球的平均距离r=3.84108mM=61024kgrTmrMmG22)2(2324GTrM这种方法能求地球的质量吗？这种方法能求地球的质量吗？人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课

7、件如果知道环绕天体的线速度如果知道环绕天体的线速度V V和轨道半径和轨道半径r r，能不，能不能求出中心天体的质量？能求出中心天体的质量？2rMmGF 引2rvmFnrv22mrMmGGrM2v人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件 2RMmGmg2gRMGGM=gR2 黄金代换式黄金代换式人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件 rvmrm)2(ma2222rTmrMmG向GrM2v2324GTrMGrM32已知已知r和和T、或、或 r和和、或、或 r和和v，可以求中，可以求中心天体质量

8、心天体质量M人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件1.1.（多选）飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该（多选）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，要确定行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的质量，只需要测量该行星的质量，只需要测量()()A.A.飞船的轨道半径飞船的轨道半径 B.B.飞船的质量飞船的质量C.C.飞船的运行周期飞船的运行周期 D.D.行星的质量行星的质量ACAC巩固练习巩固练习人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件 BD 人教版高中物

9、理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件3.3.把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为径约为1.51.5101011 11 m m，已知引力常量，已知引力常量G=6.67G=6.6710101111 NmNm2 2/kg/kg2 2，则可估算出太阳的质量约为多少千克？，则可估算出太阳的质量约为多少千克？解：地球绕太阳运转的周期解：地球绕太阳运转的周期:T=365T=3652424606060s=3.1560s=3.1510107 7s s地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，地球绕太阳做匀

10、速圆周运动的向心力由万有引力提供，22Mm2Gmr()rT2 3211 302117 24 r4 3.14(1.5 10)M2 10 kgGT6.67 10(3.2 10)人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件4.4.宇航员站在一个星球表面上的某高处宇航员站在一个星球表面上的某高处h h自由释放自由释放一小球，经过时间一小球，经过时间t t落地，该星球的半径为落地，该星球的半径为R R，你，你能求解出该星球的质量吗？能求解出该星球的质量吗？2MmmgGr2grMG2212hhgtg2t222hrMGt解：由星球表面附近重力等于万有引力解：由

11、星球表面附近重力等于万有引力得得解得：解得：释放小球后小球做匀加速运动释放小球后小球做匀加速运动故星球质量为故星球质量为人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件温馨提示：温馨提示：要注意R、r的区分。R指中心天体的半径,r指行星或卫星的轨道半径。若绕近地轨道运行,则有R=r。3 3、天体密度的计算、天体密度的计算334vRvM人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件海王星的轨道由英国的剑海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维国年轻的天文爱好者

12、勒维耶各自独立计算出来。耶各自独立计算出来。18461846年年9 9月月2323日晚，由德日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星位置附近发现了这颗行星,人们称其为人们称其为“笔尖下发现笔尖下发现的行星的行星”。海王星海王星4 4、预测未知天体、预测未知天体海王星的发现海王星的发现人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件英国的亚当斯和法国的勒维耶英国的亚当斯和法国的勒维耶人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件5 5、预言哈雷彗星的回归、预言哈雷彗星的回

13、归英国天文学家哈雷从英国天文学家哈雷从13371337年到年到16981698年的彗星记录中挑选了年的彗星记录中挑选了2424颗彗星，依据万有引力定律，颗彗星，依据万有引力定律，用一年时间计算了它们的轨道。用一年时间计算了它们的轨道。发现发现15311531年、年、16071607年和年和16821682年年出现的这三颗彗星轨道看起来出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言，这三如出一辙，他大胆预言，这三次出现的彗星是同一颗星，周次出现的彗星是同一颗星，周期约为期约为7676年，并预言它将于年，并预言它将于17581758年底或年底或17591759年初再次回归。年初再次回归。17591759年年3 3月这颗彗星如期通过了月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是近日点，它最近一次回归是19861986年，它的下次回归将在年，它的下次回归将在20612061年左右。年左右。人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件 课堂小结课堂小结人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件人教版高中物理万有引力理论的成就PPT优秀课件