【物理新教材】7.3 萬(wàn)有引力理論的成就 課件（1）-人教版高中物理必修第二冊(cè)(共31張PPT)

人教版必修第二冊(cè)7.3萬(wàn)有引力理論的成就萬(wàn)有引力定律的基本知識(shí)1、定律的發(fā)現(xiàn)2、定律的內(nèi)容③特殊性①萬(wàn)有引力（普遍性）②相互性卡文迪許

測(cè)出的。①兩質(zhì)點(diǎn)間的距離②均勻球體，球心間的距離牛頓溫故而知新④適用性阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說(shuō)過(guò)一句名言：

“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球?！?/p>

卡文迪許稱量地球質(zhì)量的人生活中物體質(zhì)量的測(cè)量？你能測(cè)出我的質(zhì)量嗎？一、稱量地球的質(zhì)量思考1：地球表面重力加速度隨緯度如何變化？思考2：為什么要不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響？萬(wàn)有引力與重力FG①在地面：萬(wàn)有引力提供向心力和物體壓緊地球的力(重力)重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力當(dāng)?shù)厍蚩闯蓤A時(shí)這兩個(gè)力和引力在一條直線上，這兩個(gè)力的和等于引力F向故一般計(jì)算重力：故赤道上的重力____最小②在空中：故，離地越高,重力越____小FGF向在兩極的重力____最大因這地球自轉(zhuǎn)的角速度很小，需要的向心力可以忽略哇??！這兩個(gè)式子叫黃金代換喲二、分析天體問(wèn)題基本思路1.將行星（或衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng).2.萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力F引=Fn.或在球體表面附近F引=G重中心天體M轉(zhuǎn)動(dòng)天體m軌道半經(jīng)r三.明確各個(gè)物理量天體半經(jīng)R四.應(yīng)用一－天體質(zhì)量的計(jì)算方法一.

已知天體的球體半徑R和球體表面重力加速度g.求中心天體的質(zhì)量基本思路四.應(yīng)用一－天體質(zhì)量的計(jì)算方法二.

已知行星（或衛(wèi)星）的公轉(zhuǎn)周期T、軌道半徑r，可求出中心天體的質(zhì)量M（但不能求出行星或衛(wèi)星的質(zhì)量m）基本思路需要條件：地球公轉(zhuǎn)周T；地球軌道半徑r已知行星（或衛(wèi)星）的公轉(zhuǎn)線速度v、軌道半徑r，可求出中心天體的質(zhì)量M

需要條件：地球線速度v；地球軌道半徑r。

已知行星（或衛(wèi)星）的公轉(zhuǎn)角速度ω、軌道半徑r，可求出中心天體的質(zhì)量M需要條件：地球角速度ω；地球軌道半徑r已知行星（或衛(wèi)星）的公轉(zhuǎn)的線速度v、周期T，可求出中心天體的質(zhì)量M需要條件：地球線速度v；地球周期T四.應(yīng)用二－天體密度的計(jì)算基本思路：根據(jù)上面兩種方式算出中心天體的質(zhì)量M，結(jié)合球體體積計(jì)算公式物體的密度計(jì)算公式求出中心天體的密度四.應(yīng)用二－天體密度的計(jì)算1、利用天體表面的重力加速度來(lái)求天體自身的密度四.應(yīng)用二－天體密度的計(jì)算2、利用天體的衛(wèi)星來(lái)求天體的密度設(shè)衛(wèi)星繞天體運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，周期為T，天體的半徑為R當(dāng)天體的衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌道半徑r約等于天體的半徑R，則天體的密度為例2.宇航員站在一個(gè)星球表面上的某高處h自由釋放一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t落地，該星球的半徑為R，你能求解出該星球的質(zhì)量嗎？解析：由星球表面附近重力等于萬(wàn)有引力得:解得：釋放小球后小球做勻加速運(yùn)動(dòng)故星球質(zhì)量為：特別提醒:

利用萬(wàn)有引力定律提供向心力，我們只能求出中心天體的質(zhì)量和密度。所以要求太陽(yáng)的質(zhì)量和密度就要以它的行星為研究對(duì)象。若要求地球的質(zhì)量和密度，就要以它的衛(wèi)星為研究對(duì)象；也可以以地面上的物體利用重力近似等于萬(wàn)有引力求得。四.應(yīng)用三－發(fā)現(xiàn)未知天體四.應(yīng)用三－發(fā)現(xiàn)未知天體問(wèn)題1:人們是怎樣應(yīng)用萬(wàn)有引力定律來(lái)發(fā)現(xiàn)未知天體的?在18世紀(jì)，人們已經(jīng)知道太陽(yáng)系有7個(gè)行星，其中1781年發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)行星──天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，總是同根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的有比較大的偏離.當(dāng)時(shí)有人推測(cè)，在天王星軌道外面還有一個(gè)未發(fā)現(xiàn)的行星，它對(duì)天王星的作用引起了上述偏離。英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)年輕的天文學(xué)家勒維耶根據(jù)天王星的觀測(cè)資料，各自獨(dú)立地利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出這顆新行星的軌道。1846年9月23日晚，德國(guó)的加勒在勒維列預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆新行星。后來(lái)，天文學(xué)家把這個(gè)行星叫做海王星.用同樣的方法，在1930年3月14日，人們發(fā)現(xiàn)了冥王星兩條基本思路1.重力等于萬(wàn)有引力2.萬(wàn)有引力提供向心力小結(jié)1．科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球14光年的“另一個(gè)地球”沃爾夫，它是迄今為止在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)的距離最近的宜居星球。沃爾夫的質(zhì)量為地球的4倍，它圍繞紅矮星運(yùn)行的周期為18天。設(shè)想從地球發(fā)射一顆科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星圍繞沃爾夫表面運(yùn)行。已知萬(wàn)有引力常量為G，天體的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則下列說(shuō)法正確的是()A．從地球發(fā)射該探測(cè)衛(wèi)星的速度應(yīng)該小于第三宇宙速度B．根據(jù)沃爾夫圍繞紅矮星運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)周期可求出紅矮星的密度C．若已知圍繞沃爾夫表面運(yùn)行的探測(cè)衛(wèi)星的周期和地球的質(zhì)量，可近似求沃爾夫半徑D．沃爾夫繞紅矮星公轉(zhuǎn)和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑的三次方之比等于C2．設(shè)地球表面重力加速度為g0,地球半徑為R，物體在赤道平面到地面垂直距離為2R處，由于地球作用而受到的重力加速度為g，則g/g0為（）A．1B．1/4C．4D．1/9D3．地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若某高處的重力加速度為g/3，則該處距地面的高度為()A．RB．(－1)RC．RD．3RB4．已知火星的半徑約為地球半徑的1/2,火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9同一物體在火星上的重力加速度是地球上重力加速度的多少倍?若一物體在地球表面所受重カ比它在火星表面所受重力大50N,則這個(gè)物體的質(zhì)量是多少?(g取10m/s2)5．某雙星系統(tǒng)中兩個(gè)星體A、B的質(zhì)量都是m，且A、B相距L，它們正圍繞兩者連線上的某一點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．實(shí)際觀測(cè)該系統(tǒng)的周期T要小于按照力學(xué)理論