6.4 万有引力理论的成就 29张PPT

第6章第4节
八大行星
太阳系
银河系
仙女座星系
蝌蚪星系
距离我们4亿光年
现选拔一批宇航员前往神秘星球开展科学观测和实验
宇航员选拔考核
如何利用万有引力定律“称量”地球质量？
建立物理模型
不考虑星球的自转，星球表面及附近的物体所受重力等于星球对物体的万有引力.
已知:地球表面g=9.8m/s2，地球半径R=6400km，引力常量G=6.67×10-11N.m2/kg2
称量地球质量的人
马克·吐温：科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！
卡文迪许
海王星
距地球约30天文天文单位，大气主成分氢和氦，
还有甲烷，甲烷是呈现蓝色的主要原因
时间：2018年3月29日
16时10分左右
地点：酒泉卫星发射中心
事件：神舟20号载人航天飞船执行探索海王星的任务
宇航员：高一9班全体同学
任务一：神舟20号飞船在海王星的高空轨道完成匀速圆周运动
我想那是牛顿先生在驾驶飞船！
建立物理模型 高轨道环绕模型
物理模型：环绕天体m绕中心天体M做匀速圆周运动
2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力提供向心力
计算天体质量的两种方法
只能求出中心天体的质量！！！
练习1　　　　　　
若已知航天器绕海王星匀速圆周运动的轨道半径为r,运动周期为T,引力常量为G，则由此可求出 （ 　　 ） A、航天器的质量
B、海王星的质量
C、航天器的密度
D、海王星的密度
B
设星球为密度均匀、半径为R的球体，
则由体积公式
拓展：密度问题
任务二：神舟20号飞船在海王星的近表面轨道完成匀速圆周运动
建立物理模型：近表面轨道环绕模型
练习2　　　　　　
神舟20号宇宙飞船在环绕海王星的近表面轨道飞行，运行周期为T，海王星的半径为R，试求海王星的质量和密度.
解：因飞船在海王星
表面运行r=R
任务三：神舟20号飞船成功降落在海王星上，出舱进行考察
科学探究：
着陆海王星后的宇航员携带了以下实验器材.
A、计时器 B、米尺 C、质量为m的物体
D、弹簧测力计
请选择合适器材，设计实验，探求海王星的质量M，标明需要测量的物理量，用所测物理量表示出海王星质量的计算公式.（忽略星球自转和空气阻力，地表重力加速度g未知，已知引力常量G，海王星半径为R）
建立物理模型
不考虑星球的自转，星球表面及附近的物体所受重力等于星球对物体的万有引力.
小结：对于在其它星球表面上的物体，其所受重力的大小、做自由落体、抛体等运动的规律与在地球上的规律完全相同，只是重力加速度g星可能不同，需要提前计算出g星.
任务四：你知道当初人们是如何发现海王星的吗？
发现天王星轨道偏离
万有引力理论的成就
一、计算地球等天体的质量
二、计算地球等天体的密度
三 、发现未知天体
1、利用星球表面处的重力加速度
2、利用环绕天体绕中心天体的圆周运动
海王星、哈雷彗星、冥王星等
哈雷彗星
公元1985年底至1986年5月哈雷彗星回归地球（1986年4月11日距地球最近，约6300万公里）
哈雷彗星下次过近日点为2061年7月28日！