高中物理：5.1《萬(wàn)有引力定律及引力常量的測(cè)定》課件（魯科必修2）

1、2021/8/11 星期三1 天問遂古之初,誰(shuí)傳道之?上下未形,何由考之?.夜光何德,死則又育?厥利維何,而顧菟在腹?.導(dǎo)入：從嫦娥奔月到“阿波羅”上天第五章 萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用2021/8/11 星期三2空間探索之月球之旅 1957年10月4日，前蘇聯(lián)第一顆人造衛(wèi)星上天，拉開了人類航天時(shí)代的序幕。前蘇聯(lián)宇航員加加林，于1961年4月12日，乘坐前蘇聯(lián)“東方號(hào)”飛船，環(huán)繞地球飛行了一圈，歷時(shí)近兩個(gè)小時(shí)，成為第一位進(jìn)入太空的人。在人類探索宇宙空間的道路上，留下了許多光輝的足跡，積累了大量豐富的資源。 加加林2021/8/11 星期三3 月球是距離地球最近的天體(約38萬(wàn)公里)，是人類進(jìn)行太空探

2、險(xiǎn)的第一站。前蘇聯(lián)1959年發(fā)射的月球2號(hào)探測(cè)器在月球著陸，這是人類的航天器第一次到達(dá)地球以外的天體。同年10月，月球3號(hào)飛越月球，發(fā)回第一批月球背面的照片。1970年發(fā)射的月球16號(hào)著陸于豐富海，把100克月球土壤送回了地球美國(guó)的“徘徊者”3-5號(hào)月球探測(cè)器 2021/8/11 星期三4“勘測(cè)者”月球探測(cè)器美國(guó)發(fā)射的月球軌道器 “阿波羅”11號(hào)的登月艙 2021/8/11 星期三5“阿波羅”11號(hào)宇航員阿爾德林在月球表面宇航員阿爾德林在美國(guó)國(guó)旗旁留影。 “阿波羅”15號(hào)的月球車 “阿波羅”11號(hào)宇航員阿爾德林邁出登月艙 2021/8/11 星期三6“阿波羅”17號(hào)的月球車在月球上行駛。 環(huán)繞

3、月球飛行的“月球勘探者”探測(cè)器 2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8嫦娥一號(hào)2021/8/11 星期三9問題: 人類登月的夢(mèng)想終于實(shí)現(xiàn),那么人類是如何實(shí)現(xiàn)這夢(mèng)想呢? 第5章萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用第1節(jié) 萬(wàn)有引力定律及常量的測(cè)定2021/8/11 星期三101、行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律2021/8/11 星期三11“地心說”模型代表人物：亞里士多德；托勒密（一）、地心說托勒密于公元二世紀(jì)，提出了自己的宇宙結(jié)構(gòu)學(xué)說，即“地心說”.地心說認(rèn)為地球是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)、月亮及其他的行星都繞地球運(yùn)動(dòng) 地心說直到16世紀(jì)才被哥白尼推翻.托 勒 密2021/8/11 星期三12太陽(yáng)“日心

4、說”模型代表人物：哥白尼（二）日心說哥白尼在16世紀(jì)提出了日心說日心說認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)1543 年哥白尼的天體運(yùn)行論 出版，書中詳細(xì)描述了日心說理論.哥 白 尼2021/8/11 星期三13太陽(yáng)系模型第谷開普勒伽利略牛頓2021/8/11 星期三14（三）開普勒三定律所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。1. 開普勒第一定律：FF橢圓有兩個(gè)焦點(diǎn)太陽(yáng)行星開普勒(1571-1630)是德國(guó)近代著名的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家物理學(xué)家和哲學(xué)家 2021/8/11 星期三152.開普勒第二定律：太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等。S1S2S

5、1S2=2021/8/11 星期三163.開普勒第三定律： 所有行星的軌道半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。太陽(yáng)行星FFROR：半長(zhǎng)軸T：公轉(zhuǎn)周期2021/8/11 星期三17、關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的下列說法中正確的是（ ） A、所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。 B、行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)太陽(yáng)位于行星軌道的中心處。 C、離太陽(yáng)越近的行星運(yùn)動(dòng)周期越長(zhǎng)。 D、所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期 的二次方的比值都相等。D2021/8/11 星期三18、行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)軌道如果是圓形，那么運(yùn)行周期T的平方與軌道半徑r的三次方的比為常數(shù)，設(shè)T2/r3=k,則常數(shù)k的大小( ) A . 只

6、與恒星的質(zhì)量有關(guān) B. 與恒星的質(zhì)量及行星的的質(zhì)量有關(guān) C. 只與行星的質(zhì)量有關(guān) D. 與恒星的質(zhì)量及行星的的速度有關(guān) 小結(jié)： R3/T2=k，無論是對(duì)于不同行星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)還是 對(duì)于不同衛(wèi)星繞同一個(gè)行星轉(zhuǎn)，都是合適的， 只是k值不同，k與行星或衛(wèi)星無關(guān)，僅與中 心天體有關(guān)。A2021/8/11 星期三19、地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半長(zhǎng)軸為1.501011m，周期為365d； 月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半長(zhǎng)軸為3.82108m，周期為27.3d，則對(duì)于繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的行星，R3/T2的值為（ ）m3/s2；對(duì)于繞地球運(yùn)動(dòng)的物體， R3/T2的值為（ ）m3/s2。2.510287.5 10222021/8/11

7、 星期三20牛頓在前人研究成果的基礎(chǔ)上，憑借他超凡的數(shù)學(xué)能力發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，比較完美的給出了天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。2、萬(wàn)有引力定律2021/8/11 星期三21自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比F=Gr2m1m2（一）定律內(nèi)容（二）、表達(dá)式2021/8/11 星期三221.m1、m2是兩個(gè)物體的質(zhì)量 2.r是兩個(gè)物體間的距離：公式說明：均勻球體指球心間距離對(duì)于相距很遠(yuǎn)可看做質(zhì)點(diǎn)的物體，指質(zhì)點(diǎn)間的距離在均勻球體內(nèi)部所受萬(wàn)有引力為零2021/8/11 星期三233.G為常量，叫引力常量（三）定律適用的條件 萬(wàn)有引力定律適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)間的引力G=6.6710-11Nm2/kg2在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量為1kg的物體相距1m時(shí)的相互作用力2021/8/11 星期三24（四）萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的意義1.第一次揭示了自然界中的一種基本相互作用規(guī)律2.使人們建立了信心：人們有能力理解天地間各種事物2021/8/11 星期三252021/8/11 星期三263