物理人教版（2019）必修第二册7.3万有引力理论的成就（共20张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册7.3万有引力理论的成就（共20张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 612.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-01-09 22:11:11 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
卡文迪许:
被称为能称出地球质量的人
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
mg=
R2
G
mM地
M地=
gR2
G
=6X1024kg
1.测量地球的质量
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
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
mg=
R2
G
mM地
M地=
gR2
G
=6X1024kg
1.测量地球的质量
2.测量太阳的质量
F万
r2
G
mM太
=
T2
m
4π2
r
v2
r
m
mω2r
=
=
M太=
GT2
4π2 r3
r
=2.0×1030kg
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
mg=
R2
G
mM地
M地=
gR2
G
=6X1024kg
1.测量地球的质量
r
T
3.测其它天体的质量
飞上去测星球表面g和星球半径R
发颗卫星测卫星的轨道半径r和周期T
R
g
M地=
gR2
G
M太=
GT2
4π2 r3
天体的质量算出来了？密度能算吗？
2.测量太阳的质量
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
1.测量地球的质量
二、计算中心天体密度
1.重力等于万有引力
R2
G
mM
=mg
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
r
T
R
g
天体的质量算出来了？密度能算吗？
r
T
R
g
2.万有引力提供向心力
若r=R
r2
G
mM
T2
m
4π2
r
=
V
只能计算中心天体的质量和密度？被绕天体能算什么呢？
T
二、计算中心天体密度
1.重力等于万有引力
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
三、计算环绕天体的v、ω、a、T
v.ω.a越小，T越大
注意：
离地球越远，环绕天体
口诀：
高轨低速大周期
r
T
R
g
T
V
二、计算中心天体密度
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
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……
四、发现未知天体
人们猜测天王星外边有一颗尚未发现的新行星
三、计算环绕天体的v、ω、a、T
二、计算中心天体密度
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
英国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经过独立计算。算出天王星外围的行星的轨道，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
四、发现未知天体
第3节 万有引力理论的成就
当时有两个青年——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。
科学史上的一段佳话
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．
冥王星
四、发现未知天体
第3节 万有引力理论的成就
诺贝尔物理学奖获得者
物理学家冯·劳厄说：
“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…… ”
课堂小结
两条基本思路
1、重力等于万有引力
2、万有引力提供向心力
例1：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g
B. 卫星绕地球运动的轨道半径r和周期T
C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ω
D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T
ABCD
随堂练习
例2．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，月球半径约为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )A．8.1×1010 kg
B．7.4×1013 kgC．5.4×1019 kg
D．7.4×1022 kg
D
随堂练习
3．科学家们推测，太阳系内除八大行星之外还有另一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定( )A．这颗行星的公转周期与地球相等B．这颗行星的半径等于地球的半径C．这颗行星的密度等于地球的密度D．这颗行星上同样存在着生命
随堂练习
A
随堂练习
4．月球与地球质量之比约为1∶80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地月连线上某点O做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为( )A．1∶6400
B．1∶80C．80∶1
D．6400∶1
C
随堂练习
5．2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”缆线的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空．现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处，相对地球静止，如图所示，那么关于“太空电梯”，下列说法正确的是( )
A．“太空电梯”各点均处于完全失重状态B．“太空电梯”各点运行周期随高度增大而增大C．“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离的开方成反比D．“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离成正比
D
随堂练习
6．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为( )
B
随堂练习
7．(多选)如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)．若已知一个极地卫星从北纬30°的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t，地球半径为R(地球可看做球体)，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G.由以上条件可以求出( )
A．卫星运行的周期
B．卫星距地面的高度
C．卫星的质量
D．地球的质量
ABD
卡文迪许:
被称为能称出地球质量的人
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
mg=
R2
G
mM地
M地=
gR2
G
=6X1024kg
1.测量地球的质量
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
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
mg=
R2
G
mM地
M地=
gR2
G
=6X1024kg
1.测量地球的质量
2.测量太阳的质量
F万
r2
G
mM太
=
T2
m
4π2
r
v2
r
m
mω2r
=
=
M太=
GT2
4π2 r3
r
=2.0×1030kg
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
mg=
R2
G
mM地
M地=
gR2
G
=6X1024kg
1.测量地球的质量
r
T
3.测其它天体的质量
飞上去测星球表面g和星球半径R
发颗卫星测卫星的轨道半径r和周期T
R
g
M地=
gR2
G
M太=
GT2
4π2 r3
天体的质量算出来了？密度能算吗？
2.测量太阳的质量
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
1.测量地球的质量
二、计算中心天体密度
1.重力等于万有引力
R2
G
mM
=mg
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
r
T
R
g
天体的质量算出来了？密度能算吗？
r
T
R
g
2.万有引力提供向心力
若r=R
r2
G
mM
T2
m
4π2
r
=
V
只能计算中心天体的质量和密度？被绕天体能算什么呢？
T
二、计算中心天体密度
1.重力等于万有引力
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
三、计算环绕天体的v、ω、a、T
v.ω.a越小，T越大
注意：
离地球越远，环绕天体
口诀：
高轨低速大周期
r
T
R
g
T
V
二、计算中心天体密度
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
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……
四、发现未知天体
人们猜测天王星外边有一颗尚未发现的新行星
三、计算环绕天体的v、ω、a、T
二、计算中心天体密度
一、测量天体的质量
第3节 万有引力理论的成就
英国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经过独立计算。算出天王星外围的行星的轨道，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
四、发现未知天体
第3节 万有引力理论的成就
当时有两个青年——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。
科学史上的一段佳话
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．
冥王星
四、发现未知天体
第3节 万有引力理论的成就
诺贝尔物理学奖获得者
物理学家冯·劳厄说：
“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…… ”
课堂小结
两条基本思路
1、重力等于万有引力
2、万有引力提供向心力
例1：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g
B. 卫星绕地球运动的轨道半径r和周期T
C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ω
D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T
ABCD
随堂练习
例2．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，月球半径约为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )A．8.1×1010 kg
B．7.4×1013 kgC．5.4×1019 kg
D．7.4×1022 kg
D
随堂练习
3．科学家们推测，太阳系内除八大行星之外还有另一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定( )A．这颗行星的公转周期与地球相等B．这颗行星的半径等于地球的半径C．这颗行星的密度等于地球的密度D．这颗行星上同样存在着生命
随堂练习
A
随堂练习
4．月球与地球质量之比约为1∶80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地月连线上某点O做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为( )A．1∶6400
B．1∶80C．80∶1
D．6400∶1
C
随堂练习
5．2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究．石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”缆线的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空．现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处，相对地球静止，如图所示，那么关于“太空电梯”，下列说法正确的是( )
A．“太空电梯”各点均处于完全失重状态B．“太空电梯”各点运行周期随高度增大而增大C．“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离的开方成反比D．“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离成正比
D
随堂练习
6．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为( )
B
随堂练习
7．(多选)如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)．若已知一个极地卫星从北纬30°的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t，地球半径为R(地球可看做球体)，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G.由以上条件可以求出( )
A．卫星运行的周期
B．卫星距地面的高度
C．卫星的质量
D．地球的质量
ABD