高中物理：5.1《萬有引力定律及引力常量的測定》課件（魯科必修2）

1、2021/8/11 星期三1 天問遂古之初,誰傳道之?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”飛船，環(huán)繞地球飛行了一圈，歷時近兩個小時，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38萬公里)，是人類進(jìn)行太空探

2、險的第一站。前蘇聯(lián)1959年發(fā)射的月球2號探測器在月球著陸，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號著陸于豐富海，把100克月球土壤送回了地球美國的“徘徊者”3-5號月球探測器 2021/8/11 星期三4“勘測者”月球探測器美國發(fā)射的月球軌道器 “阿波羅”11號的登月艙 2021/8/11 星期三5“阿波羅”11號宇航員阿爾德林在月球表面宇航員阿爾德林在美國國旗旁留影。 “阿波羅”15號的月球車 “阿波羅”11號宇航員阿爾德林邁出登月艙 2021/8/11 星期三6“阿波羅”17號的月球車在月球上行駛。 環(huán)繞

3、月球飛行的“月球勘探者”探測器 2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8嫦娥一號2021/8/11 星期三9問題: 人類登月的夢想終于實(shí)現(xiàn),那么人類是如何實(shí)現(xiàn)這夢想呢? 第5章萬有引力定律及其應(yīng)用第1節(jié) 萬有引力定律及常量的測定2021/8/11 星期三101、行星運(yùn)動的規(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，是靜止不動的，太陽、月亮及其他的行星都繞地球運(yùn)動 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“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)為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運(yùn)動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運(yùn)動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點(diǎn)上。1. 開普勒第一定律：FF橢圓有兩個焦點(diǎn)太陽行星開普勒(1571-1630)是德國近代著名的天文學(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：太陽和行星的連線在相等的時間內(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軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。太陽行星FFROR：半長軸T：公轉(zhuǎn)周期2021/8/11 星期三17、關(guān)于行星繞太陽運(yùn)動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運(yùn)動。 B、行星繞太陽運(yùn)動時太陽位于行星軌道的中心處。 C、離太陽越近的行星運(yùn)動周期越長。 D、所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(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，無論是對于不同行星繞太陽轉(zhuǎn)還是 對于不同衛(wèi)星繞同一個行星轉(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、地球繞太陽運(yùn)動的軌道半長軸為1.501011m，周期為365d； 月球繞地球運(yùn)動的軌道半長軸為3.82108m，周期為27.3d，則對于繞太陽運(yùn)動的行星，R3/T2的值為（ ）m3/s2；對于繞地球運(yùn)動的物體， 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)了萬有引力定律，比較完美的給出了天體的運(yùn)動規(guī)律。2、萬有引力定律2021/8/11 星期三21自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質(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是兩個物體的質(zhì)量 2.r是兩個物體間的距離：公式說明：均勻球體指球心間距離對于相距很遠(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)值上等于兩個質(zhì)量為1kg的物體相距1m時的相互作用力2021/8/11 星期三24（四）萬有引力定律發(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