6.4 万有引力理论的成就-2020-2021学年高一下学期人教版物理必修2课件27 张PPT
文档属性
| 名称 | 6.4 万有引力理论的成就-2020-2021学年高一下学期人教版物理必修2课件27 张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 12.4MB | ||
| 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 | 2021-04-01 08:16:59 | ||
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文档简介
6.4 万有引力理论的成就
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}序号
知识目标
学法建议
课标要求
1
万有引力定律在天文学上的重要应用
阅读课本
了解
2
用万有引力定律计算天体的质量和密度：代换法和环绕法
阅读课本，联系实际
知道
3
运解决天体问题的思路、方法
联系实际
理解
学习目标
万有引力定律公式：
引力常量(卡文迪许“扭称实验”)
公式的适用条件
（1）可看成质点的两物体
（2）质量分布均匀球体间，r 是两球心间的距离。
知识回顾
1、万有引力的一个分力提供物体随地球自转的向心力，一个分力为重力。
4、重力随纬度的增大而增大。
5、由于随地球自转的向心力很小，所以若不考虑地球自转,则万有引力等于重力。
2、在南北极：
3、在赤道：
万有引力与重力
O
?
O1
F万
mg
F向
O
?
O1
F万
mg
F向
（1）由于地球的自转，同一物体在不同纬度重力不同。
（2）忽略地球的自转，地球上的物体的重力等于它受到的万有引力，即
一、天体质量的计算
？地球的质量是多少？能用天平来称量吗？
阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”
M
若不考虑地球自转的影响，地面上质量为 m 的物体所受的重力 mg 等于地球对物体的引力，即
R
m
1、代换法（万有引力=重力）
黄金代换式：GM=gR2
一百多年前,英国人卡文迪许用他自己设计的扭秤，“第一次称出了地球的质量”。
例1.设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量.
答案：6×1024kg
解：不考虑地球自转的影响,有：
地球质量为：
称量地球的质量
F
行星
太阳
M
m
r
万有引力提供向心力，即 F引 = F向。
w
2、环绕法（万有引力=向心力）
M
m
r
环绕天体 m 绕中心天体 M 做匀速圆周运动。
F引 = F向
例2.把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011 m，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量约为 kg。
解：
地球绕太阳运转的周期:
T=365×24×60×60s=3.15×107s
地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，
计算太阳的质量
1.物体在天体表面时受到的重力等于万有引力
g:天体表面的重力加速度
R:天体的半径
计算天体质量的两条基本思路
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,有
只能求出中心天体的质量！！！
知识点一 天体质量及密度的计算
1、天体质量的计算方法
项目
“自力更生法”
我站在你面前，看我几分像从前
“借助外援法”
我围绕你转，爱的魔力转圈圈
情景
已知天体(如地球)的半径R和天
体(如地球)表面的重力加速度g
行星或卫星绕中心天体做匀速圆
周运动
思路
物体的重力近似等于天体(如地球)
与物体间的万有引力:mg=G????????????????
行星或卫星受到的万有引力充当向心力:
天体质量
M=????????????????
????=????????2????，????=????3????2????，M=4????2????3????????2
设星球为密度均匀的球体，则由体积公式
二、天体密度的计算
M
R
m
M=????????????????
?
M=????????????????
?
M
m
r
设星球为密度均匀的球体，则由体积公式
R
知识点一 天体质量及密度的计算
1、天体质量的计算方法
项目
“自力更生法”
我站在你面前，看我几分像从前
“借助外援法”
我围绕你转，爱的魔力转圈圈
情景
已知天体(如地球)的半径R和天
体(如地球)表面的重力加速度g
行星或卫星绕中心天体做匀速圆
周运动
思路
物体的重力近似等于天体(如地球)
与物体间的万有引力:mg=G????????????????
行星或卫星受到的万有引力充当向心力:
天体质量
M=????????????????
????=????????2????，????=????3????2????，M=4????2????3????????2
天体密度
亚当斯[英国]
勒维耶[法国]
发现天王星轨道偏离
理论计算预测新行星轨道
实际观测验证结果
理论轨道
实际轨道
三、发现未知天体
海王星
冥王星（汤博）
高轨
低速
大周期
三、天体运动的物理量与轨道半径的关系
（同一个中心天体下，一个万有引力等于向心力）
天
体
质
量
1.代换法：万有引力=重力
2.环绕法：万有引力=向心力
高轨低速大周期
课堂小结
天体密度????=????????
?
(1)绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力。 ( )
(2)利用地球绕太阳转动,可求地球的质量。 ( )
(3)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性。 ( )
(4)冥王星被称为“笔尖下发现的行星”。 ( )
√
×
√
×
达标检测
2. (多选)我国第一颗绕月球探测卫星“嫦娥一号”于 2007 年 10 月 24 日 18 时 05 分在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空，经多次变轨于 11 月 7 日 8 时 35 分进入距离月球表面 200 公里，周期为 127 分钟的圆轨道。已知月球的半径和万有引力常量，则可求出( )
A. 月球质量
B. 月球的密度
C. 探测卫星的质量
D. 月球表面的重力加速度
ABD
3. 已知海王星的质量与地球质量近似相等，海王星的星球半径是地球半径的 8 倍。若在距离海王星的星球表面 H = 20m 处自由下落一物体，试求物体落地时间 t 。(不考虑星球自转和空气阻力的影响，且 g = 10m/s2)
谢谢聆听！
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}序号
知识目标
学法建议
课标要求
1
万有引力定律在天文学上的重要应用
阅读课本
了解
2
用万有引力定律计算天体的质量和密度：代换法和环绕法
阅读课本，联系实际
知道
3
运解决天体问题的思路、方法
联系实际
理解
学习目标
万有引力定律公式：
引力常量(卡文迪许“扭称实验”)
公式的适用条件
（1）可看成质点的两物体
（2）质量分布均匀球体间，r 是两球心间的距离。
知识回顾
1、万有引力的一个分力提供物体随地球自转的向心力，一个分力为重力。
4、重力随纬度的增大而增大。
5、由于随地球自转的向心力很小，所以若不考虑地球自转,则万有引力等于重力。
2、在南北极：
3、在赤道：
万有引力与重力
O
?
O1
F万
mg
F向
O
?
O1
F万
mg
F向
（1）由于地球的自转，同一物体在不同纬度重力不同。
（2）忽略地球的自转，地球上的物体的重力等于它受到的万有引力，即
一、天体质量的计算
？地球的质量是多少？能用天平来称量吗？
阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”
M
若不考虑地球自转的影响，地面上质量为 m 的物体所受的重力 mg 等于地球对物体的引力，即
R
m
1、代换法（万有引力=重力）
黄金代换式：GM=gR2
一百多年前,英国人卡文迪许用他自己设计的扭秤，“第一次称出了地球的质量”。
例1.设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量.
答案：6×1024kg
解：不考虑地球自转的影响,有：
地球质量为：
称量地球的质量
F
行星
太阳
M
m
r
万有引力提供向心力，即 F引 = F向。
w
2、环绕法（万有引力=向心力）
M
m
r
环绕天体 m 绕中心天体 M 做匀速圆周运动。
F引 = F向
例2.把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011 m，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量约为 kg。
解：
地球绕太阳运转的周期:
T=365×24×60×60s=3.15×107s
地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，
计算太阳的质量
1.物体在天体表面时受到的重力等于万有引力
g:天体表面的重力加速度
R:天体的半径
计算天体质量的两条基本思路
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,有
只能求出中心天体的质量！！！
知识点一 天体质量及密度的计算
1、天体质量的计算方法
项目
“自力更生法”
我站在你面前，看我几分像从前
“借助外援法”
我围绕你转，爱的魔力转圈圈
情景
已知天体(如地球)的半径R和天
体(如地球)表面的重力加速度g
行星或卫星绕中心天体做匀速圆
周运动
思路
物体的重力近似等于天体(如地球)
与物体间的万有引力:mg=G????????????????
行星或卫星受到的万有引力充当向心力:
天体质量
M=????????????????
????=????????2????，????=????3????2????，M=4????2????3????????2
设星球为密度均匀的球体，则由体积公式
二、天体密度的计算
M
R
m
M=????????????????
?
M=????????????????
?
M
m
r
设星球为密度均匀的球体，则由体积公式
R
知识点一 天体质量及密度的计算
1、天体质量的计算方法
项目
“自力更生法”
我站在你面前，看我几分像从前
“借助外援法”
我围绕你转，爱的魔力转圈圈
情景
已知天体(如地球)的半径R和天
体(如地球)表面的重力加速度g
行星或卫星绕中心天体做匀速圆
周运动
思路
物体的重力近似等于天体(如地球)
与物体间的万有引力:mg=G????????????????
行星或卫星受到的万有引力充当向心力:
天体质量
M=????????????????
????=????????2????，????=????3????2????，M=4????2????3????????2
天体密度
亚当斯[英国]
勒维耶[法国]
发现天王星轨道偏离
理论计算预测新行星轨道
实际观测验证结果
理论轨道
实际轨道
三、发现未知天体
海王星
冥王星（汤博）
高轨
低速
大周期
三、天体运动的物理量与轨道半径的关系
（同一个中心天体下，一个万有引力等于向心力）
天
体
质
量
1.代换法：万有引力=重力
2.环绕法：万有引力=向心力
高轨低速大周期
课堂小结
天体密度????=????????
?
(1)绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力。 ( )
(2)利用地球绕太阳转动,可求地球的质量。 ( )
(3)海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性。 ( )
(4)冥王星被称为“笔尖下发现的行星”。 ( )
√
×
√
×
达标检测
2. (多选)我国第一颗绕月球探测卫星“嫦娥一号”于 2007 年 10 月 24 日 18 时 05 分在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空，经多次变轨于 11 月 7 日 8 时 35 分进入距离月球表面 200 公里，周期为 127 分钟的圆轨道。已知月球的半径和万有引力常量，则可求出( )
A. 月球质量
B. 月球的密度
C. 探测卫星的质量
D. 月球表面的重力加速度
ABD
3. 已知海王星的质量与地球质量近似相等，海王星的星球半径是地球半径的 8 倍。若在距离海王星的星球表面 H = 20m 处自由下落一物体，试求物体落地时间 t 。(不考虑星球自转和空气阻力的影响，且 g = 10m/s2)
谢谢聆听！