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高中物理 第6章 第4節(jié) 萬有引力的成就課件2 新人教版必修2.ppt

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高中物理 第6章 第4節(jié) 萬有引力的成就課件2 新人教版必修2.ppt

,4 萬有引力理論的成就,1. 向心力表達(dá)式有哪些?請寫出。,2.寫出萬有引力定律的表達(dá)式?,3.請寫出開普勒第三定律的表達(dá)式,式中k的大小的決定因素是什么?,溫故而知新,阿基米德在研究杠桿原理后,曾經(jīng)說過這么一句豪言壯語:,“給我一個支點和一根足夠長的硬棒,我可 以撬起整個地球?!?通過杠桿原理(天平)我們能測量地球的質(zhì)量嗎? 那我們?nèi)绾螠y量巨大的天體質(zhì)量?可以利用萬有引力定律來測。,一、“稱量”地球的質(zhì)量,若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力mg等于地球?qū)ξ矬w的引力。,即 = mg,地球表面物體的重力與萬有引力的關(guān)系,一、“稱量”地球的質(zhì)量,第十八章,需明確的物理量,得,卡文迪許在力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域都有劃時代的貢獻(xiàn)。他就用自己設(shè)計的扭秤,計算出引力常數(shù),其值為G=6.67×10-11 ,一旦G的值已知,就可以求出地球的質(zhì)量,所以后人稱他是“第一個稱量地球的人”。,世界著名文學(xué)家-馬克·吐溫,在實驗室里測量幾個鉛球之間的作用力,就可以稱量地球,這不能不說是一個科學(xué)奇跡。難怪一位外行人、著名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情地說:“科學(xué)真是迷人,根據(jù)零星的事實,增添一點猜想,就能贏得那么多收獲!”,如果用這一線索來測月球的質(zhì)量,必須已知哪些物理量呢?請寫出解答過程,以月球表面的一物體m為研究對象,根據(jù),則,二、計算天體的質(zhì)量,利用模型一,可以測量地球的質(zhì)量,那么當(dāng)時能否用這種方法來測太陽的質(zhì)量呢?,由 = mg 得 ,而太陽表 面的重力加速度g和太陽的半徑R未知,故此法不能求太陽質(zhì)量。,請設(shè)計一個合理的方案。,模型二:環(huán)繞天體圍繞中心天體做勻速圓周運動,中心天體對行星的萬有引力,提出問題:行星做勻速圓周運動的向心力 由什么力提供?,太陽為中心天體,地球圍繞太陽做圓周運動,太陽對地球的萬有引力提供地球所需的向心力。 以地球為研究對象,根據(jù)萬需,當(dāng)時日地距離和地球的公轉(zhuǎn)周期已經(jīng)測出,所以,根據(jù),不同行星繞太陽運行時,r、T都各不相同,用上面公式算出來的太陽質(zhì)量能保證是一樣的嗎?,由 ,可保證不同行星的r、T計算出來的太陽質(zhì)量是一樣的。,搞清誰是中心天體,搞清誰是環(huán)繞天體,研究對象是哪個天體?,太陽,地球,地球,求的是哪個天體的質(zhì)量?,中心天體,小結(jié):,環(huán)繞天體的勻速圓周運動,已知環(huán)繞天體的環(huán)繞周期和環(huán)繞半徑,就可測出中心天體的質(zhì)量。與環(huán)繞天體的質(zhì)量無關(guān)。,方法:F萬=F向,已知引力常量為G=6.67×10-11 ,地球半徑R=6.4 ×106m,地月之間的距離為r=3.8×108m,根據(jù)前面的推導(dǎo),求:地球的質(zhì)量; 地球的平均密度。(已知球的體積公式 ),設(shè)中心天體地球質(zhì)量M,半徑為R。月亮質(zhì)量m,軌道半徑 r,月亮公轉(zhuǎn)周期T。,則=5.52×103m3,得,問題:應(yīng)用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些天體?,問題:人們是怎樣應(yīng)用萬有引力定律來發(fā) 現(xiàn)未知天體的?,三、發(fā)現(xiàn)未知天體,海王星,平均溫度:-193°C至-153°C,海王星地貌,冥王星與其衛(wèi)星,第三章,主要有兩個基本知識:,1.在地球表面,不考慮(忽略)地球自轉(zhuǎn)的影響,物體的萬有引力近似等于重力,2. 建立模型求中心天體的質(zhì)量及密度。圍繞天體做圓周運動的向心力為中心天體對圍繞天體的萬有引力,通過圍繞天體的運動半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。,由 = mg 得地球的質(zhì)量,=,中心天體質(zhì)量,中心天體的密度,

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