2022年高中物理第六章萬有引力與航天4萬有引力理論的成就課件7新人教版必修2

4萬有引力理論的成就必修二第六章1.了解萬有引力定律在天文學上的應用。2.會用萬有引力定律計算天體的質量和密度。3.掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動學知識分析具體問題的方法。學習目標

回顧所學內容(1)物體做圓周運動的向心力公式是什么？分別寫出向心力與線速度、角速度以及周期的關系式。(2)萬有引力定律的內容是什么？如何用公式表示？

r：質點(球心)間的距離引力常量：G=6.67×10－11

N·m2/kg2思考：卡文迪許是如何稱量地球質量的?卡文迪許RMGθmωrFnF引物體在天體表面時受到的重力與萬有引力的關系?萬有引力分解為兩個分力：（1）重力:G=mg（2）m隨地球自轉的向心力Fn:結論:(1)向心力遠小于重力

(2)萬有引力近似等于重力因此不考慮(忽略)地球自轉的影響赤道附近的50kg的人G=mg=490N1、物體在天體表面，重力近似等于萬有引力一、計算天體質量的基本思路（一）g---天體表面的重力加速度R---天體的半徑已知:地球表面g=9.8m/s2，地球半徑R=6400km，引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2。請你根據(jù)這些數(shù)據(jù)推導出地球的質量的表達式并計算地球質量。（提示：在忽略自轉的影響時，物體在地球表面時受到的重力大小能不能近似等于萬有引力的大?。浚v史足跡----“稱量地球的質量”物體在地球表面時受到的重力近似等于萬有引力推論1：天體表面的重力加速度（決定式）在忽略自轉的影響時推論2：

黃金代換g--天體表面的重力加速度R--天體的半徑練一練

已知月球的質量是7.3×1022kg，半徑是1.7×103km，月球表面的自由落體加速度有多大？（G=6.67×10-11Nm2/kg21.72=2.89

）

解：設月球的質量為M，某物體的質量為m，月球的半徑為R．則根據(jù)重力等于萬有引力得

得到g=GMR2=1.68m/s2

二、計算天體質量的基本思路（二）已知:地球半徑：R=6400×103m

月亮周期：T=27.3天≈2.36×106s

月亮軌道半徑:r≈60R，推導出地球的質量M的表達式？分析：1.月亮的運動可看作

.2.

提供向心力.勻速圓周運動萬有引力即：F引=Fn拓展：天體密度的計算

已知:地球半徑：R=6400×103m

月亮周期：T=27.3天≈2.36×106s

月亮軌道半徑:r≈60R，推導出地球的密度的表達式？拓展：天體密度的計算

練一練

地球圍繞太陽作圓周運動，軌道半徑是r=1.5×1011m，周期是T=3.2×107s，試從這些數(shù)據(jù)估算太陽的質量。（G=6.67×10-11Nm2/kg2

保留1位有效數(shù)字）

解：設太陽的質量為M，地球的質量為m，日地間距離為r．則根據(jù)萬有引力提供向心力得

請閱讀課本“發(fā)現(xiàn)未知天體”，回到如下問題：問題1：筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星是哪一顆行星？問題2：人們用類似的方法又發(fā)現(xiàn)了哪顆星？三、發(fā)現(xiàn)未知天體海王星英國的亞當斯和法國的勒維耶四、萬有引力的歷史意義

萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，是17世紀自然科學最偉大的成果之一。它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來，對以后物理學和天文學的發(fā)展具有深遠的影響。推翻了古代人類認為的神之引力，解放了人類的思想。1、重力等于萬有引力地表模型2、萬有引力提供向心力環(huán)繞模型課堂小結一、計算中心天體的兩條基本思路

二、發(fā)現(xiàn)未知天體1.飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行，認為行星是密度均勻的球體，要確定該行星的密度，只需要測量()A.飛船的軌道半徑B.飛船的質量C.飛船的運行周期D.行星的質量C課堂訓練2.設行星繞恒星的運動軌道是圓，則其運行周期T的平方與其運動軌道半徑R的三次方之比為常量k，那么k的大?。ǎ〢.只與行星質量有關B.只與恒星質量有關C.與行星及恒星的速度都有關D.以上都不正確B2.設行星繞恒星的運動軌道是圓，則其運行周期T的平方與其運動軌道半徑R的三次方之比為常量k，那么k的大小（）A.只與行星質量有關B.只與恒星質量有關C.與行星及恒星的速度都有關D.以上都不正確B2.設行星繞恒星的運動軌道是圓，則其運行周期T的平方與其運動軌道半徑R的三次方之比為常量k，那么k的大小（）A.只與行星質量有關B.只與恒星質量有關C.與行