人教版高中物理必修2万有引力与航天 64万有引力理论的成就课件公开课一等奖课件省课获奖课件

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万有引力理论成就第1页2万有引力定律发觉对天文学发展起到了巨大推进作用，尤其在天体物理学计算、天文观测、卫星发射和回收等天文活动中，万有引力定律可称为最有力工具。那么万有引力定律是如何应用呢？

新课引入第2页31.理解万有引力定律在天文学上应用。2.会用万有定律及时天体质量，理解“称量地球质量”“计算太阳质量”基本思绪。3.结识万有引力定律科学成就，体会科学思想办法。

学习目标第3页4自主学习反馈1．地球上物体具有重力是由于__________而产生，若不考虑地球自转影响，地面上物体所受重力等于物体受到________________．因此我们只需测出________和地球表面__________即可求地球质量．2．计算中心天体质量，首先观测围绕中心天体运动______________和____________，然后根据万有引力提供________．由牛顿第二定律列出方程，求得中心天体质量M＝________________.第4页53．海王星是在1846年9月23日德国伽勒在勒维耶预言位置附近发觉，发觉过程是：发觉________实际运动轨道与______________________轨道总有某些偏差，根据观测到偏差数据和万有引力定律计算出__________________，并预测也许出现时刻和位置；在预测时间去观测预测位置．海王星与冥王星发觉最后确立了___________，也成为科学史上美谈．第5页6第6页7阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什么名言？

“给我一种支点，我能够撬动地球。”

那我们又是怎么懂得巨大地球质量呢?那给我们一种杠杆(天平)是否就能够称量地球质量了呢？不能课内探究第7页8一、科学真是迷人

一百数年前,英国人卡文迪许用他自己设计扭秤，“第一次称出了地球质量”。

第8页9称量地球重量1.卡文迪许为何说自己试验是“称量地球重量（质量）”？请你解释一下原因。不考虑地球自转影响

M是地球质量，r是物体距地心距离，即地球半径R

重力加速度g和地球半径R在卡文迪许之前就懂得了，一旦测得引力常量G，则能够计算出地球质量M。

第9页10例1.设地面附近重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，试估算地球质量。答案：6×1024kg解：第10页111.地球实际轨道是什么形状？为理解决问题方便，我们通常可以认为地球在绕如何轨道做什么运动？用万有引力定律可算出地球质量，能否用它算出太阳质量呢?一般能够以为地球绕太阳做匀速圆周运动。二、计算天体质量

第11页122.地球作圆周运动向心力是由什么力来提供？rMmF地球作圆周运动向心力是由太阳对地球万有引力来提供。第12页13

地球公转角速度不能直接测出,但我们懂得地球公转周期。第13页14该体现式与地球（环行天体）质量m有没有关系？rMmFvT第14页15例2.把地球绕太阳公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011m，已知引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg2，则可估算出太阳质量约为

kg。第15页16解：地球绕太阳运转周期:T=365×24×60×60s=3.15×107s地球绕太阳做匀速圆周运动向心力由万有引力提供，答案：2×1030【提醒】解题时经常需要引用某些常数，如地球自转周期、月球公转周期等。应注意挖掘使用。第16页171.物体在天体表面时受到重力等于万有引力g---------天体表面重力加速度R--------天体半径【办法总结】计算天体质量两条基本思绪第17页182.行星（或卫星）做匀速圆周运动所需万有引力提供向心力只能求出中心天体质量！！！第18页19根据上面两种方式算出中心天体质量M，结合球体体积计算公式物体密度计算公式求出中心天体密度第19页20当r=R时第20页21例3.宇航员站在一种星球表面上某高处h自由释放一小球，通过时间t落地，该星球半径为R，你能求解出该星球质量吗？第21页22解析：由星球表面附近重力等于万有引力得解得：释放小球后小球做匀加速运动故星球质量为第22页23尤其提醒利用万有引力定律提供向心力，我们只能求出中心天体质量和密度。因此要求太阳质量和密度就要以它行星为研究对象。若要求地球质量和密度，就要以它卫星为研究对象；也能够以地面上物体利用重力近似等于万有引力求得。第23页24海王星轨道由英国剑桥大学学生亚当斯和法国年轻天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。1846年9月23日晚，由德国伽勒在勒维耶预言位置附近发觉了这颗行星,人们称其为“笔尖下发觉行星”。海王星三、预测未知天体——海王星发觉第24页25当初有两个青年——英国亚当斯和法国勒维耶在互不知晓情况下分别进行了整整两年工作。1845年亚当斯先算出成果，但格林尼治天文台却把他论文束之高阁。1846年9月18日，勒维耶把成果寄到了柏林，却受到了重视。柏林天文台伽勒于1846年9月23日晚就进行了搜索，并且在离勒维耶预报位置不远地方发觉了这颗新行星。海王星发觉使哥白尼学说和牛顿力学得到了最佳证明。科学史上一段佳话第25页26理论轨道实际轨道海王星发觉之后，人们发觉它轨道也与理论计算不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维耶列办法预言另一颗行星存在。在预言提出之后，