萬(wàn)有引力理論的成就課件1

1、第四節(jié),萬(wàn)有引力理論的成就,學(xué)·科·網(wǎng),地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力的關(guān)系。物體m在緯度為θ的位置，萬(wàn)有引力指向地心，分解為兩個(gè)分力：m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運(yùn)動(dòng)的向心力和重力 。,結(jié)論：向心力遠(yuǎn)小于重力，萬(wàn)有引力大小近似等于重力。,學(xué)·科·網(wǎng),“科學(xué)真是迷人”,一.測(cè)量天體的質(zhì)量1.測(cè)量地球的質(zhì)量思考： （1）根據(jù)所學(xué)的知識(shí)你能解釋為什么可以不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響？（2）測(cè)量地球

2、質(zhì)量運(yùn)用了處理天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的那種思路？,學(xué)·科·網(wǎng),若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力mg等于地球?qū)ξ矬w的引力，即,其中，M是地球的質(zhì)量，R是地球的半徑，也就是物體到地心的距離?？梢越獬觯?學(xué)·科·網(wǎng),2.測(cè)量太陽(yáng)的質(zhì)量,九大行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)為中心天體思考：（1）行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是什么？ （2）是否需要考慮九大行星之間的萬(wàn)有引力？,如果設(shè)中

3、心天體質(zhì)量為M，行星質(zhì)量為m，已知行星圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑為r，即行星到太陽(yáng)的距離。我們?nèi)绾卫眠@些條件來(lái)測(cè)量太陽(yáng)的質(zhì)量呢?是處理天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的那種思路？,學(xué)·科·網(wǎng),設(shè)中心天體太陽(yáng)質(zhì)量M，行星質(zhì)量m，軌道半徑r——也是行星與太陽(yáng)的距離，行星公轉(zhuǎn)角速度ω，公轉(zhuǎn)周期T，則太陽(yáng)質(zhì)量與行星質(zhì)量m無(wú)關(guān)。,,,思考：（1）不同行星與太陽(yáng)的距離r和圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期T都是各不相同的，但是不同行星的r，T計(jì)算出來(lái)的太陽(yáng)

4、質(zhì)量必須是一樣的～！上面的公式能否保證這一點(diǎn)？,（2）我們是通過(guò)誰(shuí)來(lái)計(jì)算出太陽(yáng)的質(zhì)量的 ？,（3）那么我們類比太陽(yáng)，能不能通過(guò)月亮或地球衛(wèi)星來(lái)計(jì)算出地球的質(zhì)量呢？即通過(guò)行星的衛(wèi)星計(jì)算出行星的質(zhì)量呢？是否需要知道衛(wèi)星的質(zhì)量呢？,結(jié)論：如果知道衛(wèi)星圍繞行星運(yùn)動(dòng)的周期和衛(wèi)星與行星之間的 距離，同樣可以算出行星的質(zhì)量。,二：計(jì)算天體的密度。,,通過(guò)觀測(cè)天體表面運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的周期T，，就可以求出天體的密度ρ。,如果某行星有一顆衛(wèi)星沿非?？拷撕阈堑谋?/p>

5、面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，則可估算此恒星的密度為多少?,問(wèn)題1：筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星是哪一顆行星？問(wèn)題2：人們用類似的方法又發(fā)現(xiàn)了哪顆行星？,三：發(fā)現(xiàn)未知天體,強(qiáng)化訓(xùn)練：,例1：利用下列哪組數(shù)據(jù)可以舉算出地球的質(zhì)量（ ）A:已知地球的半徑r和地球表面的重力加速度gB:已知衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和周期TC:已知衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和周期VD:已知衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度V和周期T,ABCD,例題2：太

6、陽(yáng)系中地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的線速度v=30km/s，地球公轉(zhuǎn)半徑是R=1.5×108km，求太陽(yáng)的質(zhì)量等于多少？,2×1030kg,3.太陽(yáng)光經(jīng)500s到達(dá)地球，地球的半徑是6.4×103km，試估算太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量的比直？（取一位有效數(shù)字）,3×105 ：1,4.已知在月球表面以10m/s的初速度豎直上拋一物體，物體能上升的最大高度是30m，又已知月球的半徑位1740km，試計(jì)算月球的質(zhì)量。,7.

7、6×1022kg,5.一宇航員為了估測(cè)一星球的質(zhì)量，他在該星球的表面做自由落體實(shí)驗(yàn)：讓小球在離地面h高處自由下落，他測(cè)出經(jīng)時(shí)間t小球落地，又已知該星球的半徑為R，試估算該星球的質(zhì)量。,2hR2/Gt2,5.地球表面處重力加速度g取10m/s2，地球的半徑R取6400km，引力常數(shù)G為6.67×10-11Nm2/kg2,由上述條件，可推得地球平均密度得表達(dá)式是 把上述數(shù)據(jù)代入，

8、可算得其直為 　　 kg/m3,5．6×103,小結(jié)：1、地球表面，不考慮（忽略）地球自轉(zhuǎn)的影響，物體的重力近似等于重力地球質(zhì)量2、建立模型求中心天體質(zhì)量圍繞天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為中心天體對(duì)圍繞天體的萬(wàn)有引力，通過(guò)圍繞天體的運(yùn)動(dòng)半徑和周期求中心天體的質(zhì)量。中心天體質(zhì)量,,,,,作業(yè)：,1、到網(wǎng)上查閱有關(guān)太陽(yáng)系行星的資料，認(rèn)識(shí)它們，知道它們各自的名稱與特點(diǎn)。2、做課后題1、2、3、4。