2017人教版高中物理必修二-课件6.4万有引力理论的成就-.ppt.ppt

* 第六章 万有引力与航天 第四节 万有引力理论的成就 人教版必修2 回顾所学内容 (1)物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度以及周期的关系式。 (2)万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？ (3)重力和万有引力的关系？ θ Fn R M G m w r F引 讨论: 地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的关系。 物体m在纬度为θ的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。 θ Fn R M G m w r F引 讨论: 地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的关系。 物体m在纬度为θ的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。 因此,重力是万有引力的一个分力。 实际上随地球自转的物体 向心力远小于重力，在忽略自转 的影响下万有引力大小近似等于重力大小。 回顾所学内容 (1)物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度以及周期的关系式。 (2)万有引力定律的内容是什么？ 如何用公式表示？ (3)重力和万有引力的关系？ 重力是万有引力的一个分力，当忽略了地球的自转时,可认为重力在数值上就等于万有引力大小。 阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什么名言？ “给我一个支点，我可以撬动球。” 那我们又是怎么知道巨大的地球的质量呢? 那给我们一个杠杆(天平)是否就可以称量地球的质量了呢？ 答案是:否定的. 一、“科学真是迷人” 地球的质量不可能用天平称量. 但是万有引力定律是否能给予我们提供帮助呢? 重力是万有引力的一个分力，当忽略了地球的自转时,可认为重力在数值上就等于万有引力大小。 若不考虑地球自转的影响，地面上物体的重力等于地球对它的引力。 　M＝ 其中g、R在卡文迪许之前已经知道，而卡文迪许测出G后，就意味着我们也测出了地球的质量。卡文迪许把他自己的实验说成是“称量地球的重量”是不无道理的。 一、“科学真是迷人” 通过万有引力定律称量地球的质量，这不能不说是一个奇迹。 就连一个外行人、著名文学家马克·吐温满怀激情地说： “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！” 这话虽然出自一位外行人之口，却道出了科学发现的精髓。 一、“科学真是迷人” 二、计算天体的质量 1、地球公转实际轨道是什么形状？为了解决问题的方便，我们通常可以认为地球在绕怎样的轨道做什么运动？ 思考： 应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量呢? 分析问题： 近似 1、地球实际作何运动？而我们通常可以认为做什么运动？ 地球实际轨道是椭圆，通常可以认为地球绕太阳做匀速圆周运动 二、计算天体的质量 1、地球实际轨道是什么形状？为了解决问题的方便，我们通常可以认为地球在绕怎样的轨道做什么运动？ 2、地球作圆周运动的向心力是由什么力来提供的？ 思考： 应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量呢? 通常可以认为地球绕太阳做匀速圆周运动 2、地球作圆周运动的向心力是由什么力来提供的？ r M m F 地球作圆周运动的向心力是由太阳对地球的万有引力来提供的 二、计算天体的质量 1、地球实际轨道是什么形状？为了解决问题的方便，我们通常可以认为地球在绕怎样的轨道做什么运动？ 2、地球作圆周运动的向心力是由什么力来提供的？ 思考： 应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量呢? 通常可以认为地球绕太阳做匀速圆周运动 地球作圆周运动的向心力是由太阳对地球的万有引力来提供的 地球公转角速度 不能直接测出,但我们知道地球公转的周期 . 地球作圆周运动的向心力是由太阳对地球的万有引力来提供的 该表达式与地球（环行天体）质量m有没有关系？ 总结推广 求解思路： 环行天体的向心力由中心天体对其万有引力独家提供 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. 中心天体M 环行天体m 二、计算天体的质量 思维扩展 计算地球的质量，除了一开始的方法外，还可以怎么求？ 借助于月球，那么需要知道哪些量？ 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=3.84×108m M=5.98×1024kg 三、发现未知天体 预见并发现未知行星,是万有引力理论威力和价值的最生动例证. 在1781年发现的第七个行星—天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星,这就是后来发现的第八大行星—海王星. 海王星