高中物理-万有引力理论的成就教学课件设计

第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就知识回顾万有引力定律1、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。2、公式：

r：质点(球心)间的距离引力常量：G=6.67×10－11

N·m2/kg23、条件:

质点或均质球体m2m1FFr阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什么名言？

“给我一个支点，我可以撬动球。”

那我们又是怎么知道巨大的地球的质量呢?那给我们一个杠杆(天平)是否就可以称量地球的质量了呢？答案是:否定的.创设情境学习目标1．了解重力等于万有引力的条件．2．会用万有引力定律求中心天体的质量．3．会应用万有引力定律结合圆周运动的知识求解天体运动的有关物理量

卡文迪许被称为能称出地球质量的人地球的质量怎样称量?自主学习阅读课本“科学真是迷人”思考问题：“称量地球的质量”当时已知：地球的半径R地球表面重力加速度g卡文迪许已测出的引力常量G能否通过万有引力定律来“称量”?合作探究物体在天体(如地球)表面附近受到的重力近似等于万有引力“称量地球的质量”问题归纳RMGθmωrFnF引物体在天体表面时受到的

重力近似等于万有引力?万有引力分解为两个分力：重力:G=mg

和m随地球自转的向心力Fn:Fn=m

r

4π2T

2结论：自转向心力远小于重力

万有引力近似等于重力

因此不考虑(忽略)地球自转的影响问题归纳

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”问题归纳

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=6.67×1011Nm2/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问题探究1、物体在天体表面附近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、计算天体质量的两种方法问题归纳一宇航员为测量一星球的质量，在该星球表面上做自由落体运动实验，让小球在高h处自由下落，经时间t落地，已知星球的半径为r，引力常量G.试求星球的质量。反馈练习测出了某行星的公转周期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问题探究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反馈练习计算中心天体的质量知道环绕天体的线速度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问题归纳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、计算天体质量的两种方法只能求出中心天体的质量！！！问题归纳二、天体密度的计算MVr=问题归纳当r≈R时二、天体密度的计算MVr=问题归纳请阅读课本“发现未知天体”，回答如下问题：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、发现未知天体问题归纳背景：

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、发现未知天体问题归纳

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、发现未知天体问题归纳理论轨道实际轨道

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、发现未知天体问题归纳课堂小结两种基本方法1、重力等于万有引力2、万有引力提供向心力中心天体M转动天体m轨道半经r明确各个物理量天体半经R利用下列哪组数据可以计算出地球的质量（）A.地球半径R和地球表面的重力加速度gB.卫星绕地球运动的轨道半径r和周期TC.卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ωD.卫星绕地球运动的线速度V和周期TABCD反馈练习直击高考已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离r和月球