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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,4 萬有引力理論的成就,1. 向心力表達(dá)式有哪些？請(qǐng)寫出。,,2.寫出萬有引力定律的表達(dá)式？,3.請(qǐng)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(gè)支點(diǎn)和一根足夠長的硬棒，我可 以撬起整個(gè)地球。”,通過杠桿原理（天平）我們能測(cè)量地球的質(zhì)量嗎？ 那我們?nèi)绾螠y(cè)量巨大的天體質(zhì)量？可以利用萬有引力定律來測(cè)。,,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(shí)代的貢獻(xiàn)。他就用自己設(shè)計(jì)的扭秤，計(jì)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(gè)稱量地球的人”。,,世界著名文學(xué)家---馬克·吐溫,在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)量幾個(gè)鉛球之間的作用力,就可以稱量地球,這不能不說是一個(gè)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(shí)，增添一點(diǎn)猜想，就能贏得那么多收獲！”,如果用這一線索來測(cè)月球的質(zhì)量，必須已知哪些物理量呢？請(qǐng)寫出解答過程,以月球表面的一物體m為研究對(duì)象，根據(jù),則,二、計(jì)算天體的質(zhì)量,利用模型一，可以測(cè)量地球的質(zhì)量，那么當(dāng)時(shí)能否用這種方法來測(cè)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(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)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(yùn)動(dòng),,中心天體對(duì)行星的萬有引力,提出問題：行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，太陽對(duì)地球的萬有引力提供地球所需的向心力。 以地球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)Ｆ萬＝Ｆ需，當(dāng)時(shí)日地距離和地球的公轉(zhuǎn)周期已經(jīng)測(cè)出，所以，根據(jù),不同行星繞太陽運(yùn)行時(shí)，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(jì)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(duì)象是哪個(gè)天體？,太陽,地球,地球,求的是哪個(gè)天體的質(zhì)量？,中心天體,小結(jié)：,環(huán)繞天體的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知環(huán)繞天體的環(huán)繞周期和環(huán)繞半徑，就可測(cè)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：①地球的質(zhì)量； ②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ρ=5.52×103㎏／m3,得,問題１:應(yīng)用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了哪些天體?,問題２: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(gè)基本知識(shí)：,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(yùn)動(dòng)的向心力為中心天體對(duì)圍繞天體的萬有引力，通過圍繞天體的運(yùn)動(dòng)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,