课件32张PPT。1第1节 万有引力定律及引力常量的测定第5章 万有引力定律及其应用21.了解开普勒关于行星运行的三个定律及其发现历程.2.理解万有引力及引力常量的测定，理解地面上物体受到的重力与天体间的引力是同一性质的力，能够应用万有引力定律解决天体问题.3.通过了解人类探索太空历程的历史，认识科学研究的艰辛，感受科学家孜孜不倦的科学精神，树立科学严谨的学习态度.3 天问
遂古之初,谁传道之?
上下未形,何由考之?
……
夜光何德,死则又育?
厥利维何,而顾菟在腹?
……导入：从嫦娥奔月到“阿波罗”上天4空间探索之月球之旅 1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星上天，拉开了人类航天时代的序幕.前苏联宇航员加加林，于1961年4月12日，乘坐前苏联“东方号”飞船，环绕地球飞行了一圈，历时近两个小时，成为第一位进入太空的人.之后人类在探索宇宙空间的道路上，留下了许多光辉的足迹，积累了丰富的经验. 加加林5 月球是距离地球最近的天体(约38万公里)，是人类进行太空探险的第一站.前苏联1959年发射的月球2号探测器在月球着陆，这是人类的航天器第一次到达地球以外的天体.同年10月，月球3号飞越月球，发回第一批月球背面的照片.
1970年发射的月球16号着陆于丰富海，把100克月球土壤送回了地球.美国的“徘徊者”3-5号月球探测器 6“勘测者”月球探测器美国发射的月球轨道器 “阿波罗”11号的登月舱 “阿波罗”宇宙飞船的登月舱正向月球表面缓缓降落 7“阿波罗”11号宇航员阿尔德林在月球表面宇航员阿尔德林在美国国旗旁留影 “阿波罗”15号的月球车 “阿波罗”11号宇航员阿尔德林迈出登月舱 89太阳系模型10开普勒三大定律开普勒(1571-1630)是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家 11所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上. 开普勒第一定律：12开普勒第二定律：
太阳和任何一个行星的连线（矢径）在相等的时间内扫过的面积相等.S1S213开普勒第三定律： r：半长轴
T：公转周期行星绕太阳运行轨道半长轴r的立方与其公转周期T的平方成正比.14例1：关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ ）
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C.离太阳越近的行星运动周期越长
D.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方 的比值都相等D15练习1：行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运
行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比值为常数，
设T2/r3= 则常数k的大小( )
A.只与恒星的质量有关
B.与恒星的质量及行星的质量有关
C.只与行星的质量有关
D.与恒星的质量及行星的速度有关A16牛顿在前人研究成果的基础上，凭借他超凡的数学能力发现了万有引力定律，比较完美的给出了天体的运动规律.万有引力定律17自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的方向沿两物体的连线，引力的大小F与这两个物体的质量的乘积m1m2成正比，跟它们的距离r的平方成反比.定律内容表达式其中：m1、m2是两个物体的质量 r是两个物体间的距离适用条件：相距很远可看做质点的两个物体18例2.下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的质点之间的引力.答案：191687年，牛顿发表了万有引力定律，只提出引力与两个物体质量和两者之间距离有关，却没能给出准确的引力常量，如何准确测量引力常量成为物理界普遍关心的重大课题.其实，引力常量是很小很小的，平时见到的物体的质量又不大，引力比较微小.例如两个质量各为50kg的同学，相距0.5m时，他们之间的万有引力只有几百粒尘埃那么重.正因为如此，引力常量的测定是非常困难的.所以这个问题悬疑了一百多年，直至1789年，卡文迪许利用扭秤实验成功测出了引力常量.20引力常量的测定及其意义引力常量的测量——扭秤实验
实验原理： 科学方法——放大法21卡文迪许英国物理学家卡文迪许运用正确实验方法和思路，巧妙利用力矩平衡条件和微量放大法设计出扭秤，终于精确测出两个铅球之间微小的引力，从而证明万有引力定律的正确性，由此得到当时精确度很高的引力常数G=6.75×10-11m3/(kg.s2). 22称量地球的质量1.月球实际轨道是什么形状？为了解决问题方便，我们通常可以认为月球做什么运动？2.月球做圆周运动的向心力是由什么力来提供的？ 通常可以认为月球绕地球做匀速圆周运动月球做圆周运动的向心力是由地球对月球的万有引力来提供的思考23 月球公转角速度 不能
直接测出,但我们知道月球
公转的周期 .月球做圆周运动的向心力是由地球对月球的万有引力来提供的2425月球绕地球运行的周期T=27.3天，
月球与地球的平均距离r=3.84×108mM=5.98×1024kg该表达式与月球（环行天体）质量m有没有关系？思考26总结推广求解思路：环行天体的向心力仅由中心天体对其的万有引力来提供具体方法：特点： 须知道待求天体（M）的某一环行天体的运行规律，且与环行天体的质量（m）无关.27例3：如果某恒星有一颗卫星沿非常靠近此恒星的表面做匀
速圆周运动的周期为T，则可估算此恒星的密度为多少? 【解析】设此恒星的半径为R，质量为M，由于卫星做匀速圆周运动，则有 ，所以，
而恒星的体积 ，所以恒星的密度答案：281.利用下列哪组数据可以计算出地球的质量（ ）
A.已知地球的半径r和地球表面的重力加速度g
B.已知卫星围绕地球运动的轨道半径r和周期T
C.已知卫星围绕地球运动的轨道半径r和角速度
D.已知卫星围绕地球运动的线速度v和周期TABCD292.太阳系中地球围绕太阳运行的线速度v=30km/s，地球公转半径是R=1.5×108km，求太阳的质量等于多少？答案：2×1030kg303.（2012·淄博高一检测）2008年9月25日，载人航天宇宙飞船“神舟七号”发射成功，且中国人成功实现了太空行走，并顺利返回地面的梦想．设飞船在太空环绕时轨道高度为h，地球半径为R，地面重力加速度为g，飞船绕地球遨游太空的总时间为t，则“神舟七号”飞船绕地球运转多少圈？(用给定字母表示)答案：31一、基础知识
1.开普勒行星运动定律；
2.万有引力定律，注意其使用条件：两质点；
3.引力常数的测定：卡文迪许扭秤实验.
二、基本规律
1.黄金公式：
2.万有引力提供向心力：32不要怕目标定得太高，你可能需要退而求其次.
