万有引力课件

第二节万有引力定律的应用第二节万有引力定律的应用1复习回顾万有引力定律：复习回顾万有引力定律：2关于天体运动规律的计算：物理模型：运动天体（看作质点）围绕中心天体（不能看作质点）做匀速圆周运动。基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。关于天体运动规律的计算：3万有引力课件4万有引力课件5万有引力课件6问题：在天文学上，像太阳、地球这些天体我们无法直接测定它们的质量，那么我们能否通过万有引力定律的学习来找到计算天体的质量方法呢？问题：在天文学上，像太阳、地球这些天体我们无7一.计算天体的质量★讨论与交流：若月球围绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，月球到地心的距离为r。你能从这些条件出发，应用万有引力定律计算出地球的质量吗？我计算的基本思路：`一.计算天体的质量★讨论与交流：`8基本思路：过程和结果：归纳：月亮绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，据可列方程求出地球的质量知道环绕天体离中心天体的距离r，周期T，再利用F万＝F向列式解方程。如何测地球的质量？基本思路：过程和结果：归纳：月亮绕地球做匀速圆周运动，由万有9【例1】地球和月球中心的距离大约是4×108m，估算地球的质量为

(结果保留一位有效数字).【例1】地球和月球中心的距离大约是4×108m，估算地球的质10月球绕地球一周大约是30天，其周期T=30×２４×３６００s=2.6×１０6s，万有引力提供向心力，即Gm月m地/r２=m月(2/T)２r,得:m地=42r3/(GT2)=4×3.14２×(4×10８)３/[6.67×１０-11×(2.6×106）2]=6×1024kg.【解析】月球绕地球的运动可近似看成匀速圆周运动，月球绕地球一周大约是30天，其周期万有引力提供向心力，即Gm11【解题回顾】在一些天体运动的估算题中，常存有一些条件是隐含的，应能够熟练应用.比如地球表面物体受到的地球引力近似等于重力.地球自转的周期约24h，公转周期365天，月球绕地球的运动周期约为30天.地球表面的重力加速度g=9.8m/s２.【解题回顾】在一些天体运动的估算题中，常存有一些条件是隐含的122、计算中心天体的质量M、方法（1）某星体m围绕中心天体M做圆周运动的周期为T，圆周运动的轨道半径为r

（2）某星体m围绕中心天体M做圆周运动的线速度为v，圆周运动的轨道半径为r

（3）某星体m围绕中心天体M做圆周运动的线速度为v，圆周运动的周期为T2、计算中心天体的质量M、方法（1）某星体m围绕中心天体M做13设地球表面物体m受到的重力近似等于地球给它的万有引力则有：已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R，万有引力恒量为G，用以上各量表示地球质量M=？G=mg设地球表面物体m受到的重力近似等于地球给它的万有142、计算中心天体的质量M、方法（4）已知中心天体的半径R和表面g黄金代换式在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g0时，常运用GM＝g0R2作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来。由于这种代换的作用巨大，此时通常称为黄金代换式。

2、计算中心天体的质量M、方法（4）已知中心天体的半径R和表15例1：利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量：(已知万有引力恒量)A、已知地球的半径R和地面的重力加速度gB、已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和周期TC、已知地球绕太阳做匀速圆周运动的半径r和线速度vD、已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T说明：根据地球卫星绕地球运行的参数（如周期、轨道半径），能推算出地球的质量，但不能推算卫星的质量；根据行星绕太阳运行的参数，能推算太阳的质量，但不能推算行星的质量。例1：利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量：(已知万有引力16万有引力定律的应用

基本方法：应用时可根据实际情况，选用适当的公式进行分析或计算G=mg

把天体（或人造卫星）的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供．万有引力定律的应用基本方法：应用时可根据实际情况，选用适17若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量G则由此可求出（）

A.某行星的质量 B.太阳的质量

C.某行星的密度 D.太阳的密度

若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量18万有引力课件19中心天体密度中心天体密度20已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G，如果不考虑地球自转的影响，用以上各量表示，地球的平均密度是多少？另一种求密度已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G21中子星星体密度的求解练习

中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为Ｔ，问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。引力常数Ｇ

中子星星体密度的求解练习22解：设想中子星赤道处一小块物质绕自转轴做圆周运动，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体所需的向心力时，中子星才不会瓦解。设中子星的最小密度为ρ，质量为Ｍ，半径为Ｒ，，位于赤道处的小物块质量为ｍ，则根据万有引力定律和向心力公式得

解：设想中子星赤道处一小块物质绕自转轴做圆周运动，只有当它受23二.理论的威力：预测未知天体★海王星的发现过程：

两星的发现说明：万有引力定律不仅能对观察的天体运动作出解释，而且能预言未观察到的天体的存在，这是理论指导实践的典型事例。二.理论的威力：预测未知天体★海王星的发现过程：两星的发24水星Mercury水星25金星Venus金星26地球Earth太阳系中密度最大的星体地球太阳系中密度最大的星体27火星Mars火星28木星Jupiter木星29土星Saturn土星30天王星Uranus1781年赫歇尔用望远镜发现了太阳系第七颗行星――天王星以后，科学家经过多年的努力，希望能发现第八颗行星，但是半个多世纪过去了，仍然一无所获。天王星1781年赫歇尔用望远镜发现了太阳系第七颗行星――天31阅读探究（3min)1、人们发现天王星的实际轨道与由万有引力算出的理论轨道有较大的偏差，引发了人们的各种猜想，你能举出一个你印象较深刻的“猜想”吗？为什么？2、你觉得勒维烈和亚当斯能发现新的行星——海王星，最难能可贵的是什么？对促进你的学习有什么启迪？3、美国天文学家汤苞利用什么方法发现了第九颗行星——冥王星？4、本文中的科学家都有了一种共同的科学研究方法，你知道是什么方法吗？阅读探究（3min)1、人们发现天王星的实际轨道与由万有引力32提出问题猜想与假设制定计划，收集数据计算结果与实际数据对照重复进行，直到理论与实际相符问题解决误差是由于天王星外侧的一颗未知的行星的吸引而产生的！！天王星的观察轨道为什么与由“万有引力定律”计算出来的理论轨道存在较大的误差？？提出问题猜想与假设制定计划，收集数据计算结果与实际数据对照重33海王星Neptune海王星34冥王星Pluto海王星、冥王星的发现：让人们感受到万有引力定律的巨大威力，彻底消除了人们对牛顿引力学说的怀疑。冥王星海王星、冥王星的发现：让人们感35万有引力课件36万有引力课件37作业

学习册69页15

优化76页3（1）作业

学习册69页15

优化76页3（1）38万有引力课件39第二节万有引力定律的应用第二节万有引力定律的应用40复习回顾万有引力定律：复习回顾万有引力定律：41关于天体运动规律的计算：物理模型：运动天体（看作质点）围绕中心天体（不能看作质点）做匀速圆周运动。基本方法：把天体的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。关于天体运动规律的计算：42万有引力课件43万有引力课件44万有引力课件45问题：在天文学上，像太阳、地球这些天体我们无法直接测定它们的质量，那么我们能否通过万有引力定律的学习来找到计算天体的质量方法呢？问题：在天文学上，像太阳、地球这些天体我们无46一.计算天体的质量★讨论与交流：若月球围绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，月球到地心的距离为r。你能从这些条件出发，应用万有引力定律计算出地球的质量吗？我计算的基本思路：`一.计算天体的质量★讨论与交流：`47基本思路：过程和结果：归纳：月亮绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，据可列方程求出地球的质量知道环绕天体离中心天体的距离r，周期T，再利用F万＝F向列式解方程。如何测地球的质量？基本思路：过程和结果：归纳：月亮绕地球做匀速圆周运动，由万有48【例1】地球和月球中心的距离大约是4×108m，估算地球的质量为

(结果保留一位有效数字).【例1】地球和月球中心的距离大约是4×108m，估算地球的质49月球绕地球一周大约是30天，其周期T=30×２４×３６００s=2.6×１０6s，万有引力提供向心力，即Gm月m地/r２=m月(2/T)２r,得:m地=42r3/(GT2)=4×3.14２×(4×10８)３/[6.67×１０-11×(2.6×106）2]=6×1024kg.【解析】月球绕地球的运动可近似看成匀速圆周运动，月球绕地球一周大约是30天，其周期万有引力提供向心力，即Gm50【解题回顾】在一些天体运动的估算题中，常存有一些条件是隐含的，应能够熟练应用.比如地球表面物体受到的地球引力近似等于重力.地球自转的周期约24h，公转周期365天，月球绕地球的运动周期约为30天.地球表面的重力加速度g=9.8m/s２.【解题回顾】在一些天体运动的估算题中，常存有一些条件是隐含的512、计算中心天体的质量M、方法（1）某星体m围绕中心天体M做圆周运动的周期为T，圆周运动的轨道半径为r

（2）某星体m围绕中心天体M做圆周运动的线速度为v，圆周运动的轨道半径为r

（3）某星体m围绕中心天体M做圆周运动的线速度为v，圆周运动的周期为T2、计算中心天体的质量M、方法（1）某星体m围绕中心天体M做52设地球表面物体m受到的重力近似等于地球给它的万有引力则有：已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R，万有引力恒量为G，用以上各量表示地球质量M=？G=mg设地球表面物体m受到的重力近似等于地球给它的万有532、计算中心天体的质量M、方法（4）已知中心天体的半径R和表面g黄金代换式在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g0时，常运用GM＝g0R2作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来。由于这种代换的作用巨大，此时通常称为黄金代换式。

2、计算中心天体的质量M、方法（4）已知中心天体的半径R和表54例1：利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量：(已知万有引力恒量)A、已知地球的半径R和地面的重力加速度gB、已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和周期TC、已知地球绕太阳做匀速圆周运动的半径r和线速度vD、已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T说明：根据地球卫星绕地球运行的参数（如周期、轨道半径），能推算出地球的质量，但不能推算卫星的质量；根据行星绕太阳运行的参数，能推算太阳的质量，但不能推算行星的质量。例1：利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量：(已知万有引力55万有引力定律的应用

基本方法：应用时可根据实际情况，选用适当的公式进行分析或计算G=mg

把天体（或人造卫星）的运动看成是匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供．万有引力定律的应用基本方法：应用时可根据实际情况，选用适56若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量G则由此可求出（）

A.某行星的质量 B.太阳的质量

C.某行星的密度 D.太阳的密度

若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量57万有引力课件58中心天体密度中心天体密度59已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G，如果不考虑地球自转的影响，用以上各量表示，地球的平均密度是多少？另一种求密度已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G60中子星星体密度的求解练习

中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为Ｔ，问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。引力常数Ｇ

中子星星体密度的求解练习61解：设想中子星赤道处一小块物质绕自转轴做圆周运动，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体所需的向心力时，中子星才不会瓦解。设中子星的最小密度为ρ，质量为Ｍ，半径为Ｒ，，位于赤道处的小物块质量为ｍ，则根据万有引力定律和向心力公式得

解：设想中子星赤道处一小块物质绕自转轴做圆周运动，只有当它受62二.理论的威力：预测未知天体★海王星的发现过程：

两星的发现说明：万有引力定律不仅能对观察的天体运动作出解释，而且能预言未观察到的天体的存在，这是理论指导实践的典型事例。二.理论的威力：预测未知天体★海王星的发现过程：两星的发63水星Mercury水星64金星Venus金星65地球Earth太阳系中密度最大的星体地球太阳系中密度最大的星体66火星Mars火星67木星Jupiter木星68土星Saturn土星69天王星Uranus1781年赫歇尔用望远镜发现了太阳系第七颗行星――天王星以后，科学