万有引力理论的成就课件

第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就1【学习目标】

了解万有引力定律在天文学上的应用,会用万有引力定律计算天体的质量、密度

【学习目标】

了解万有引力定律在天文学上的应用,会用万2一、万有引力定律的基本知识1、定律的发现2、定律的内容万有引力卡文迪许

测出的。①两质点间的距离②均匀球体，球心间的距离牛顿温故而知新一、万有引力定律的基本知识1、定律的发现2、定律的内容万有引3二、万有引力与重力FG在地面,万有引力提供向心力和物体压紧地球的力(即重力),重力是万有引力的一个分力赤道上这两个力和万有引力在一条直线上，这两个力的和等于万有引力两极处万有引力等于重力F向故一般计算重力近似等于万有引力故赤道上的重力____最小在两极的重力____最大因这地球自转的角速度很小，需要的向心力可以忽略温故而知新二、万有引力与重力FG在地面,万有引力提供向心力和物体压紧地4物体在天体(如地球)表面时受到的重力近似等于万有引力“称量地球的质量”

不考虑地球自转的影响物体在天体(如地球)表面时受到的重力近似等于万有引力“称量地5地球的质量到底有多大?已知:地球表面g=9.8m/s2，地球半径R=6400km，引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2。请你根据这些数据计算地球的质量。“称量地球的质量”M=6.0×1024kg地球的质量到底有多大?“称量地球的质量”M=66卡文迪许被称为能称出地球质量的人“称量地球的质量”卡文迪许“称量地球的质量”7

科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么多的收获！——马克·吐温“称量地球的质量”“称量地球的质量”81、物体在天体表面时受到的重力等于万有引力g---------天体表面的重力加速度R--------天体的半径一、计算天体质量的两条基本思路1、物体在天体表面时受到的重力等于万有引力g-----9计算太阳的质量测出某行星的公转周期T、轨道半径r能不能由此求出太阳的质量M？分析：1.将行星的运动看成是匀速圆周运动.2.万有引力提供向心力

F引=Fn.只能求出中心天体的质量！！！不能求出转动天体的质量！！！M=2.0×1030kg思考：不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期T都是不同的但是由不同行星的r、T计算出来的太阳质量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？计算太阳的质量测出某行星的公转周期T、轨道半径r分析：2.万10计算中心天体的质量已知:地球半径：R=6400×103m月亮周期：T=27.3天≈2.36×106s月亮轨道半径:r≈60R，求：地球的质量M？

F引=Fn计算中心天体的质量已知:地球半径：R=6计算中心天体的质量知道环绕体的线速度v或角速度ω及其轨道半径r，能不能求出中心天体的质量？

F引=Fn计算中心天体的质量知道环绕体的线速度v或角速度ω及其轨道半径2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力提供向心力一、计算天体质量的两条基本思路只能求出中心天体的质量！！！2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力提供向心力一、13二、天体密度的计算MVr=二、天体密度的计算MVr=当r≈R时二、天体密度的计算MVr=当r≈R时二、天体密度的计算MVr=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：人们用类似的方法又发现了哪颗星？三、发现未知天体请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题：问题1：笔尖下发现16背景：1781年由英国物理学家威廉．赫歇尔发现了天王星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测的结果有一些误差……

三、发现未知天体背景：三、发现未知天体17

海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。1846年9月23日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星”。海王星三、发现未知天体海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和18

当时有两个青年——英国的亚当斯和法国的勒威耶在互不知晓的情况下分别进行了整整两年的工作。1845年亚当斯先算出结果，但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁。1846年9月18日，勒威耶把结果寄到了柏林，却受到了重视。柏林天文台的伽勒于1846年9月23日晚就进行了搜索，并且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星。海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明。科学史上的一段佳话三、发现未知天体当时有两个青年——英国的亚当斯和法国的勒威耶在互不19理论轨道实际轨道

海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致．于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新星的存在．在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗新星——冥王星．三、发现未知天体理论轨道实际轨道海王星发现之后，人们发现它的20诺贝尔物理学奖获得者物理学家冯·劳厄说：“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国……”三、发现未知天体诺贝尔物理学奖获得者三、发现未知天体211.已知引力常数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及运行周期D.人造地球卫星在地面附近绕行的运行周期BC1.已知引力常数G和下列各组数据，能计算出地球质BC222.某行星的卫星，在靠近行星表面轨道上运行．若要计算行星的密度，唯一要测量出的物理量是()A.行星的半径B.卫星的半径C.卫星运行的线速度D.卫星运行的周期D2.某行星的卫星，在靠近行星表面轨道上运行．若要计算行星23课堂小结两条基本思路1、重力等于万有引力2、万有引力提供向心力课堂小结两条基本思路1、重力等于万有引力2、万有引力提供向心24中心天体M转动天体m轨道半经r明确各个物理量天体半经R中心天体M转动天体m轨道半经r明确各个物理量天体半经R25第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就26【学习目标】

了解万有引力定律在天文学上的应用,会用万有引力定律计算天体的质量、密度

【学习目标】

了解万有引力定律在天文学上的应用,会用万27一、万有引力定律的基本知识1、定律的发现2、定律的内容万有引力卡文迪许

测出的。①两质点间的距离②均匀球体，球心间的距离牛顿温故而知新一、万有引力定律的基本知识1、定律的发现2、定律的内容万有引28二、万有引力与重力FG在地面,万有引力提供向心力和物体压紧地球的力(即重力),重力是万有引力的一个分力赤道上这两个力和万有引力在一条直线上，这两个力的和等于万有引力两极处万有引力等于重力F向故一般计算重力近似等于万有引力故赤道上的重力____最小在两极的重力____最大因这地球自转的角速度很小，需要的向心力可以忽略温故而知新二、万有引力与重力FG在地面,万有引力提供向心力和物体压紧地29物体在天体(如地球)表面时受到的重力近似等于万有引力“称量地球的质量”

不考虑地球自转的影响物体在天体(如地球)表面时受到的重力近似等于万有引力“称量地30地球的质量到底有多大?已知:地球表面g=9.8m/s2，地球半径R=6400km，引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2。请你根据这些数据计算地球的质量。“称量地球的质量”M=6.0×1024kg地球的质量到底有多大?“称量地球的质量”M=631卡文迪许被称为能称出地球质量的人“称量地球的质量”卡文迪许“称量地球的质量”32

科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么多的收获！——马克·吐温“称量地球的质量”“称量地球的质量”331、物体在天体表面时受到的重力等于万有引力g---------天体表面的重力加速度R--------天体的半径一、计算天体质量的两条基本思路1、物体在天体表面时受到的重力等于万有引力g-----34计算太阳的质量测出某行星的公转周期T、轨道半径r能不能由此求出太阳的质量M？分析：1.将行星的运动看成是匀速圆周运动.2.万有引力提供向心力

F引=Fn.只能求出中心天体的质量！！！不能求出转动天体的质量！！！M=2.0×1030kg思考：不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期T都是不同的但是由不同行星的r、T计算出来的太阳质量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？计算太阳的质量测出某行星的公转周期T、轨道半径r分析：2.万35计算中心天体的质量已知:地球半径：R=6400×103m月亮周期：T=27.3天≈2.36×106s月亮轨道半径:r≈60R，求：地球的质量M？

F引=Fn计算中心天体的质量已知:地球半径：R=6计算中心天体的质量知道环绕体的线速度v或角速度ω及其轨道半径r，能不能求出中心天体的质量？

F引=Fn计算中心天体的质量知道环绕体的线速度v或角速度ω及其轨道半径2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力提供向心力一、计算天体质量的两条基本思路只能求出中心天体的质量！！！2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力提供向心力一、38二、天体密度的计算MVr=二、天体密度的计算MVr=当r≈R时二、天体密度的计算MVr=当r≈R时二、天体密度的计算MVr=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：人们用类似的方法又发现了哪颗星？三、发现未知天体请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题：问题1：笔尖下发现41背景：1781年由英国物理学家威廉．赫歇尔发现了天王星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测的结果有一些误差……

三、发现未知天体背景：三、发现未知天体42

海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。1846年9月23日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星”。海王星三、发现未知天体海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和43

当时有两个青年——英国的亚当斯和法国的勒威耶在互不知晓的情况下分别进行了整整两年的工作。1845年亚当斯先算出结果，但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁。1846年9月18日，勒威耶把结果寄到了柏林，却受到了重视。柏林天文台的伽勒于1846年9月23日晚就进行了搜索，并且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星。海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明。科学史上的一段佳话三、发现未知天体当时有两个青年——英国的亚当斯和法国的勒威耶在互不44理论轨道实际轨道

海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致．于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新星的存在．在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗新星——冥王星．三、发现未知天体理论轨道实际轨道