万有引力理论的成就课件-高一下学期物理人教版

第七章万有引力与宇宙航行万有引力理论的成就高一年级.必修二学校名称教师姓名1.理解“称量地球质量”的基本思路，了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2.理解计算太阳质量的基本思路，能将天体问题中的对象和过程转换成相关模型后进行求解。3.认识万有引力定律的科学成就，体会科学的迷人魅力，进一步认识运动与相互作观念。在初中，我们已经知道物体的质量可以用天平来测量，生活中物体的质量常用电子秤或台秤来称量。对与地球，我们怎样“称量”它的质量呢？一、“称量”地球的质量如图以地球表面物体为研究对象，物体m在纬度为θ的位置，万有引力指向地心,它可分解为两个分力：m随地球自转围绕地轴运动的向心力Fn和重力G。FnGθmF引实际上随地球自转的物体向心力远小于重力，在忽略自转的影响下万有引力大小近似等于重力大小。重力加速度法(g、R）若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即

地面的重力加速度

g和地球半径

R

在卡文迪许之前就已知道，一旦测得引力常量

G，就可以算出地球的质量M

。因此，卡文迪许被称为“第一个称出地球质量的人”。

算一算：设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，试估算地球的质量。想一想：还有其他方法吗？若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的万有引力，即：GM=gR2黄金代换式求地球质量的方法二、计算天体的质量应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量呢?环绕天体围绕中心天体作圆周运动，向心力由中心天体对环绕天体的万有引力来提供rMmF总结推广:求解思路：环绕天体的向心力由中心天体对其万有引力提供具体方法：提醒注意：

此种方法估算的是中心天体的质量，而非是环绕天体的质量。中心天体M

环绕天体m1781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……

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。三、发现未知天体天王星疑问：是天文观测数据不准确？是万有引力定律的准确性有问题？还是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？天王星英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，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。(英)亚当斯(法)勒维耶理论轨道实际轨道冥王星的发现：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。宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着相互吸引的力

英国天文学家哈雷计算出在1531年、1607年和1682年出现的三颗彗星的轨道如出一辙，并预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为76年，还预言它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗