新疆温州大学拜城实验高中人教版高一物理必修二课件：6-4 万有引力理论的成就（共28张PPT）
文档属性
| 名称 | 新疆温州大学拜城实验高中人教版高一物理必修二课件：6-4 万有引力理论的成就（共28张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 837.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-10-15 09:09:46 | ||
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文档简介
课件28张PPT。根据万有引力，通过观测卫星运动就可算出地球质量笔尖下发现的行星——海王星美国2001年发射于2006至2008年访问冥王星的宇宙飞船知识回顾 上节课我们学习了牛顿在经过大胆设想，月—地检验之后推广得到了万有引力定律，请同学们回忆一下万有引力定律的具体内容。大自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量 m1和 m2 的乘积成正比，与它们之间距离 r 的二次方成反比，即
2、甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时，它们之间的距离减为原来的1/2，则甲、乙两个物体的万有引力大小将变为（ ）
A、F B、F/2 C、8F D、4Fc第四节 万有引力理论的成就本节导航1.实验室称量地球的质量
2.计算天体的质量
3.发现未知天体教学目标
知识与能力了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
会用万有引力定律计算天体的质量。
理解并运用万有引定律处理天体问题的思想和方法。教学重难点重点
1.行星绕太阳运动的向心力是有万有引力提供的。
2.会用已知条件求中心天体的质量。
难点
根据已有条件求中心天体的质量。内容解析一 . 实验室称量地球的质量如何称量地球的质量？显然我们找不到足够大的天平。但科学的迷人之处正在于此，我们可以用万有引力来“称量”地球的质量！
那么，我们如何用万有引力来称量地球的质量呢？如果不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体受到的重力mg等于地球对物体的引力，即
其中，M是地球的质量，R是地球的半径，也就是物体到地心的距离。于是由上式我们可以得到
g、R、G都是已经测出的物理量，因此可以算出地球的质量。可见，重力只是物体所受万有引力的一个分力，只是由于另一个分力F向特别小，所以一般近似认为地球表面（附近）上的物体，所受重力等于万有引力。
二 . 计算天体的质量用万有引力我们称量出了地球的质量，那么，我们不禁要往更高的层次考虑，太阳的质量能不能计算出来呢？
思路：行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由它们之间的万有引力提供的，可由此列出方程求解太阳的质量。 设太阳的质量为M，m是某个行星的质量，r是行星与太阳之间的距离，ω是行星公转的角速度。
于是可以得到
行星运动的角速度ω不能直接测出，但可以测出它的公转周期T，
代入上式可得从中可以求出太阳的质量对于不同的行星，r与T的值是不同的，如何保证算出来的太阳质量是一致的呢？
由开普勒第三定律可知，所有行星轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等。卫星绕行星运动同样满足上述等式，即通过卫星与行星的距离以及卫星的公转周期可以求出行星的质量和密度。观测人造卫星的运动，是测量地球质量的重要方法之一。
三 .发现未知天体你知道海王星是如何被发现的吗？海王星地貌海王星的轨道由英国的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独立计算出来。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。 冥王星的降级
位居太阳系九大行星末
席70多年的冥王星，自发现
之日起地位就备受争议。根
据国际天文学联合会大会
2006年8月24日通过的新定义
，“行星”指的是围绕太阳运
转、自身引力足以克服其刚
体力而使天体呈圆球状、并
且能够清除其轨道附近其他物体的天体。根据新定义，同样具有足够质量、呈圆球形，但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。冥王星是一颗矮行星。课堂小结1 .实验室称量地球的质量
M是地球的质量
R是地球的半径
G是引力常量
2 .计算天体的质量
M是中心天体质量
r是围绕天体与中心天体的距离
T是公转周期科学家们通过牛顿万有引力定律来计算天体运行轨道的偏差，从而预言未知天体的存在。如海王星、冥王星、哈雷彗星等的发现。3. 发现未知天体课堂练习 1. 若已知万有引力常量为G，则已知下面哪组选项的数据不能计算出地球的质量的是（ ）
A. 已知地球的半径和地球表面的重力加速度；
B. 月球绕地球运行的周期和月球离地球中心的距离；
C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运动周期；
D. 地球同步卫星距离地面的高度；c2.苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，产生这个现象的原因是（ ）。A.由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的。
B.由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果的引力大造成的。
C.苹果与地球间的相互引力是相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显加速度。
D.以上说法都不对。c3.一探空火箭进入绕太阳的近乎圆形的轨道运行，轨道半径是地球绕太阳公转半径的9倍，则探空火箭绕太阳公转周期为多少年？4.太阳光经500s到达地球，地球的半径为6400km，试估算太阳的质量。
（已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 ，光速v=3×108m/s，取一位有效数字） 5. 为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。
已知地球半径 ，
地球质量 ，
日地中心距离 ，
地球表面处的重力加速度 ，
1年约为 ，试估算目前太阳的质量M（保留一位有效数字，引力常量未知）过近日点；5月15日，它终于向世人展现了它那长长的美丽的彗尾。这时人类确认的第一颗周期性彗星，它的回归成为当时破天荒的奇观。人们难以想象，神出鬼没的彗星居然也有稳定的轨道，而且还能被准确地预测。这颗大彗星后来被称为哈雷彗星．它最近的一次回归是l985年，下一次回归应该是2061年，同学们一定有幸目睹它的迷人风采。
再见
2、甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时，它们之间的距离减为原来的1/2，则甲、乙两个物体的万有引力大小将变为（ ）
A、F B、F/2 C、8F D、4Fc第四节 万有引力理论的成就本节导航1.实验室称量地球的质量
2.计算天体的质量
3.发现未知天体教学目标
知识与能力了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
会用万有引力定律计算天体的质量。
理解并运用万有引定律处理天体问题的思想和方法。教学重难点重点
1.行星绕太阳运动的向心力是有万有引力提供的。
2.会用已知条件求中心天体的质量。
难点
根据已有条件求中心天体的质量。内容解析一 . 实验室称量地球的质量如何称量地球的质量？显然我们找不到足够大的天平。但科学的迷人之处正在于此，我们可以用万有引力来“称量”地球的质量！
那么，我们如何用万有引力来称量地球的质量呢？如果不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体受到的重力mg等于地球对物体的引力，即
其中，M是地球的质量，R是地球的半径，也就是物体到地心的距离。于是由上式我们可以得到
g、R、G都是已经测出的物理量，因此可以算出地球的质量。可见，重力只是物体所受万有引力的一个分力，只是由于另一个分力F向特别小，所以一般近似认为地球表面（附近）上的物体，所受重力等于万有引力。
二 . 计算天体的质量用万有引力我们称量出了地球的质量，那么，我们不禁要往更高的层次考虑，太阳的质量能不能计算出来呢？
思路：行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由它们之间的万有引力提供的，可由此列出方程求解太阳的质量。 设太阳的质量为M，m是某个行星的质量，r是行星与太阳之间的距离，ω是行星公转的角速度。
于是可以得到
行星运动的角速度ω不能直接测出，但可以测出它的公转周期T，
代入上式可得从中可以求出太阳的质量对于不同的行星，r与T的值是不同的，如何保证算出来的太阳质量是一致的呢？
由开普勒第三定律可知，所有行星轨道半径的三次方跟它公转周期的二次方的比值都相等。卫星绕行星运动同样满足上述等式，即通过卫星与行星的距离以及卫星的公转周期可以求出行星的质量和密度。观测人造卫星的运动，是测量地球质量的重要方法之一。
三 .发现未知天体你知道海王星是如何被发现的吗？海王星地貌海王星的轨道由英国的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独立计算出来。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。 冥王星的降级
位居太阳系九大行星末
席70多年的冥王星，自发现
之日起地位就备受争议。根
据国际天文学联合会大会
2006年8月24日通过的新定义
，“行星”指的是围绕太阳运
转、自身引力足以克服其刚
体力而使天体呈圆球状、并
且能够清除其轨道附近其他物体的天体。根据新定义，同样具有足够质量、呈圆球形，但不能清除其轨道附近其他物体的天体被称为“矮行星”。冥王星是一颗矮行星。课堂小结1 .实验室称量地球的质量
M是地球的质量
R是地球的半径
G是引力常量
2 .计算天体的质量
M是中心天体质量
r是围绕天体与中心天体的距离
T是公转周期科学家们通过牛顿万有引力定律来计算天体运行轨道的偏差，从而预言未知天体的存在。如海王星、冥王星、哈雷彗星等的发现。3. 发现未知天体课堂练习 1. 若已知万有引力常量为G，则已知下面哪组选项的数据不能计算出地球的质量的是（ ）
A. 已知地球的半径和地球表面的重力加速度；
B. 月球绕地球运行的周期和月球离地球中心的距离；
C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运动周期；
D. 地球同步卫星距离地面的高度；c2.苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，产生这个现象的原因是（ ）。A.由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的。
B.由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果的引力大造成的。
C.苹果与地球间的相互引力是相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显加速度。
D.以上说法都不对。c3.一探空火箭进入绕太阳的近乎圆形的轨道运行，轨道半径是地球绕太阳公转半径的9倍，则探空火箭绕太阳公转周期为多少年？4.太阳光经500s到达地球，地球的半径为6400km，试估算太阳的质量。
（已知Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2 ，光速v=3×108m/s，取一位有效数字） 5. 为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。
已知地球半径 ，
地球质量 ，
日地中心距离 ，
地球表面处的重力加速度 ，
1年约为 ，试估算目前太阳的质量M（保留一位有效数字，引力常量未知）过近日点；5月15日，它终于向世人展现了它那长长的美丽的彗尾。这时人类确认的第一颗周期性彗星，它的回归成为当时破天荒的奇观。人们难以想象，神出鬼没的彗星居然也有稳定的轨道，而且还能被准确地预测。这颗大彗星后来被称为哈雷彗星．它最近的一次回归是l985年，下一次回归应该是2061年，同学们一定有幸目睹它的迷人风采。
再见