万有引力理论的成就PPT课件最全面

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1、万有引力理论的成就万有引力理论的成就PPTPPT课课件最全面件最全面1、内容：、内容：自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都相互吸都相互吸引，引力的大小与物体的引，引力的大小与物体的质量质量m1和和m2的乘积的乘积成成正正比比，与它们之间，与它们之间距离距离r的二次方的二次方成成反比反比。2、公式：、公式：r：质点：质点(球心球心)间的距离间的距离引力常量：引力常量：G=6.671011 Nm2/kg23、条件、条件:质点质点或或均质球体均质球体4、理解、理解:普遍性普遍性、相互性相互性、宏观性宏观性、特殊性特殊性m2m1FFr 科学真是迷人。根据零星科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点

2、猜想，竟的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么多的收获！能赢得那么多的收获！马克马克吐温吐温“称量地球的质量称量地球的质量”R RMMGG mm r rF Fn nF F引引引引“称量地球的质量称量地球的质量”物体在天体表面时受到的物体在天体表面时受到的 重力重力近似等于近似等于万有引力万有引力万有引力分解为两个分力：万有引力分解为两个分力：重力重力:G=mg 和和m随地球随地球自转自转的向心力的向心力Fn:Fn=m r 42T 2结论：结论：向心力远小于重力向心力远小于重力 万有引力近似等于重力万有引力近似等于重力 因此不考虑因此不考虑(忽略忽略)地球自转的影响地球自转的影响 地球的质量到底有多

3、大地球的质量到底有多大?已知已知:地球表面地球表面g=9.8m/s2，地球半径地球半径R=6400km，引力常量引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2。请你根据这些数据计算地球的质量。请你根据这些数据计算地球的质量。“称量地球的质量称量地球的质量”M=6.01024kg1、物体在天体表面时受到的、物体在天体表面时受到的 重力重力等于等于万有引力万有引力g-天体表面的重力加速度天体表面的重力加速度R-天体的半径天体的半径一、计算天体质量的两条基本思路一、计算天体质量的两条基本思路计算太阳的质量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

4、看成是匀速圆周运动.2.万有引力提供向心力 F引=Fn.只能只能求出中心天体的质量！求出中心天体的质量！不能不能求出转动天体的质量！求出转动天体的质量！M=2.01030kg思考思考：不同行星与太阳的距离不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期和绕太阳公转的周期T都是不同的但是由不同行星的都是不同的但是由不同行星的r、T计算出来的太阳质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？量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？计算中心天体的质量计算中心天体的质量已知:地球半径：地球半径：R=6400103m 月亮周期：月亮周期：T=27.3天天2.36106s 月亮轨道半径月亮轨道

5、半径:r 60R，求：求：地球的质量地球的质量M？F引=Fn计算中心天体的质量计算中心天体的质量知道环绕体的线速度知道环绕体的线速度v或角速度或角速度及其轨道及其轨道半径半径r，能不能求出中心天体的质量？，能不能求出中心天体的质量？F引=Fn2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力万有引力提供提供向心力向心力一、计算天体质量的两条基本思路一、计算天体质量的两条基本思路只能只能求出中心天体的质量求出中心天体的质量！巩固例题例例1、在某行星上，宇航员用弹簧秤称、在某行星上，宇航员用弹簧秤称得质量为得质量为m的砝码重力为的砝码重力为F，乘宇宙，乘宇宙飞船在靠

6、近该星球表面空间飞行，测飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为得其环绕周期为T，根据这些数据求，根据这些数据求该星球的质量该星球的质量【思路点【思路点【思路点【思路点拨拨拨拨】解答解答解答解答该题应该题应该题应该题应明确两个关系：明确两个关系：明确两个关系：明确两个关系：(1)(1)在在在在行行行行星星星星表表表表面面面面物物物物体体体体的的的的重重重重力力力力等等等等于于于于星星星星球球球球对对对对它它它它的的的的万有引力万有引力万有引力万有引力(2)(2)在行星表面附近在行星表面附近在行星表面附近在行星表面附近飞飞飞飞船船船船飞飞飞飞行的向心力由万行的向心力由万行的向心力由万行的向

7、心力由万有引力提供有引力提供有引力提供有引力提供变变变变式式式式训练训练训练训练1 1、如果我、如果我、如果我、如果我们们们们能能能能测测测测出月球表面的加出月球表面的加出月球表面的加出月球表面的加速度速度速度速度g g，月球的半径，月球的半径，月球的半径，月球的半径R R和月球和月球和月球和月球绕绕绕绕地球运地球运地球运地球运转转转转的周的周的周的周期期期期T T，就能根据万有引力定律，就能根据万有引力定律，就能根据万有引力定律，就能根据万有引力定律“称量称量称量称量”月球月球月球月球的的的的质质质质量了已知引力常量量了已知引力常量量了已知引力常量量了已知引力常量G G，用，用，用，用MM表

8、示月球表示月球表示月球表示月球的的的的质质质质量，关于月球量，关于月球量，关于月球量，关于月球质质质质量，下列各式正确的是量，下列各式正确的是量，下列各式正确的是量，下列各式正确的是()二、天体密度的计算二、天体密度的计算MVr=当rR时二、天体密度的计算二、天体密度的计算MVr=请阅读课本请阅读课本“发现未知天体发现未知天体”，回到如下问题：，回到如下问题：问题问题1：笔尖下发现的行星是：笔尖下发现的行星是哪一颗行星？哪一颗行星？问题问题2：人们用类似的方法又：人们用类似的方法又发现了哪颗星？发现了哪颗星？三、发现未知天体三、发现未知天体背景：背景：1781年由英国物理学家威廉赫歇尔发年由英

9、国物理学家威廉赫歇尔发现了现了天王星天王星，但人们观测到的天王星的运行轨，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、发现未知天体三、发现未知天体 海王星海王星的轨道由的轨道由英国的剑桥大学的学英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。各自独立计算出来。1846年年9月月23日晚，日晚，由德国的伽勒在勒维由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发耶预言的位置附近发现了这颗行星现了这颗行星,人们人们称其为称其为“笔尖下发现笔尖下发现的行星的行星”。海王星三、发现未知天体三、发

10、现未知天体 当时有两个青年当时有两个青年英国的亚当斯和法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。了整整两年的工作。1845年亚当斯先算出年亚当斯先算出结果，但格林尼治天文台却把他的论文束结果，但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁。之高阁。1846年年9月月18日，勒威耶把结果寄日，勒威耶把结果寄到了柏林，却受到了重视。柏林天文台的到了柏林，却受到了重视。柏林天文台的伽勒于伽勒于1846年年9月月23日晚就进行了搜索，并日晚就进行了搜索，并且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星。这颗新行

11、星。海王星的发现使哥白尼学说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。和牛顿力学得到了最好的证明。科学史上的一段佳话科学史上的一段佳话科学史上的一段佳话科学史上的一段佳话 三、发现未知天体三、发现未知天体理论轨道理论轨道实际轨道实际轨道 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存在 在预言提出之后，在预言提出之后，1930年年3月月14日日，汤博发现了这颗新星，汤博发现了这颗新星冥王星冥王星三、发现未知天体三、发现未知

12、天体诺贝尔物理学奖获得者诺贝尔物理学奖获得者物理学家冯物理学家冯劳厄说：劳厄说：“没有任何东西像牛顿引力理论对行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门自然科学成了巨大的精神王国”三、发现未知天体三、发现未知天体两两条条基基本本思思路路1、重力、重力等于等于万有引力万有引力2、万有引力、万有引力提供提供向心力向心力中心天体中心天体M转动天体转动天体m轨道半经轨道半经r明确各个物理量明确各个物理量天体半经天体半经R练习：1.利用下列哪

13、组数据可以计算出地球的质量利用下列哪组数据可以计算出地球的质量 （）A.地球半径地球半径R和地球表面的重力加速度和地球表面的重力加速度gB.卫星绕地球运动的轨道半径卫星绕地球运动的轨道半径r和周期和周期TC.卫星绕地球运动的轨道半径卫星绕地球运动的轨道半径r和和角速度角速度D.卫星绕地球运动的线速度卫星绕地球运动的线速度V和周期和周期TABCD例例1地球半径是地球半径是R,地球表面的重力地球表面的重力加速度为加速度为g,若高若高空某处的重力加空某处的重力加速度为速度为g/2,则该则该处距离地球表面处距离地球表面的高度为的高度为()A例例2:一物体在地球表面的重力为一物体在地球表面的重力为16N

14、,它在以它在以5m/s2加速上升的火箭中视加速上升的火箭中视重为重为9N,则此时火箭离地球表面的则此时火箭离地球表面的距离为地球半径的多倍距离为地球半径的多倍?(g=10m/s2)H=3R例例3设火星和地球都是设火星和地球都是球体，火星的质量球体，火星的质量M火与地球质量火与地球质量M地之地之比比M火火/M地地=P,火星的火星的半径和地球的半径之半径和地球的半径之比比R火火/R地地=q,它们的它们的表面处的重力加速度表面处的重力加速度之比为之比为()C例例5:太阳光经过太阳光经过500s到达地球到达地球,已已知地球的半径是知地球的半径是6.4106m,试估试估算太阳的质量与地球的质量的比算太阳

15、的质量与地球的质量的比值值.(结果取结果取1位有效数字位有效数字)3105练习练习1:某个行星的质量是地球质量某个行星的质量是地球质量的一半的一半,半径也是地球的一半半径也是地球的一半,那么那么一个物体在此行星上的重力是地球一个物体在此行星上的重力是地球上重力的上重力的()A.1/4倍倍 B.1/2倍倍 C.4倍倍 D.2倍倍D练习练习2:物体在一行星表面自由落物体在一行星表面自由落下下,第第1s内落了内落了9.8m,若该行星的若该行星的半径是地球半径半径是地球半径,那么它的质量那么它的质量是地球的是地球的()倍倍1/2练习练习3:地球质量是月球质量的地球质量是月球质量的81倍倍,地球半径是月

16、球半径的地球半径是月球半径的3.8倍倍,(1)弹弹簧秤在地球表面最大可测簧秤在地球表面最大可测5Kg物体物体的重力的重力,在月球上最多可测多大质在月球上最多可测多大质量的重物量的重物?(2)在月球表面上空在月球表面上空350m高处自由落下的物体高处自由落下的物体,经多长经多长时间落到月球表面时间落到月球表面?m=28.05Kg t=20.7s “双星双星”问题的求解问题的求解天文学家将相距天文学家将相距天文学家将相距天文学家将相距较较较较近、近、近、近、仅仅仅仅在彼此的引力作用下运在彼此的引力作用下运在彼此的引力作用下运在彼此的引力作用下运行的两行的两行的两行的两颗颗颗颗恒星称恒星称恒星称恒星

17、称为为为为双星双星系双星双星系双星双星系双星双星系统统统统在在在在银银银银河系中很河系中很河系中很河系中很普遍利用双星系普遍利用双星系普遍利用双星系普遍利用双星系统统统统中两中两中两中两颗颗颗颗恒星的运恒星的运恒星的运恒星的运动动动动特征可推特征可推特征可推特征可推算出它算出它算出它算出它们们们们的的的的总质总质总质总质量已知某双星系量已知某双星系量已知某双星系量已知某双星系统统统统中两中两中两中两颗颗颗颗恒星恒星恒星恒星围绕围绕围绕围绕它它它它们连线们连线们连线们连线上的某一固定点分上的某一固定点分上的某一固定点分上的某一固定点分别别别别做匀速做匀速做匀速做匀速圆圆圆圆周运周运周运周运动动动

18、动，周期均，周期均，周期均，周期均为为为为T T，两，两，两，两颗颗颗颗恒星之恒星之恒星之恒星之间间间间的距离的距离的距离的距离为为为为r r，试试试试推推推推算算算算这这这这个双星系个双星系个双星系个双星系统统统统的的的的总质总质总质总质量量量量(万有引力常量万有引力常量万有引力常量万有引力常量为为为为G G)【思思思思路路路路点点点点拨拨拨拨】双双双双星星星星在在在在他他他他们们们们的的的的引引引引力力力力作作作作用用用用下下下下做做做做圆圆圆圆周周周周运运运运动动动动，周周周周期期期期和和和和角角角角速速速速度度度度相相相相同同同同，都都都都是是是是由由由由万万万万有引力提供向心力有引力

19、提供向心力有引力提供向心力有引力提供向心力【精精精精讲讲讲讲精精精精析析析析】设设设设两两两两颗颗颗颗恒恒恒恒星星星星的的的的质质质质量量量量分分分分别别别别为为为为mm1 1、mm2 2，做做做做圆圆圆圆周周周周运运运运动动动动的的的的半半半半径径径径分分分分别别别别为为为为r r1 1、r r2 2.根根根根据据据据题题题题意有意有意有意有r r1 1r r2 2r r根据万有引力定律和牛根据万有引力定律和牛根据万有引力定律和牛根据万有引力定律和牛顿顿顿顿定律，有定律，有定律，有定律，有进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调

20、陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗

21、，不时听到围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在是那么凉快，那么的温馨幸福，有母亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表我国已

22、有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅长的时间隧道，袅结束