萬有引力理論的成就(公開課)課件

4萬有引力理論的成就——陳華亮4萬有引力理論的成就——陳華亮

課前檢測(1)物體做圓周運(yùn)動的向心力公式是什么？分別寫出向心力與線速度、角速度以及周期的關(guān)系式。(2)萬有引力定律的內(nèi)容是什么？如何用公式表示？(3)重力和萬有引力的關(guān)系？課前檢測(1)物體做圓周運(yùn)動的向心力公式是什么？分別寫出向θFnRMGmwrF引討論:地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關(guān)系。

物體m在緯度為θ的位置，萬有引力指向地心，分解為兩個分力：m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運(yùn)動的向心力和重力。θFnRMGmwrF引討論:地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的θFnRMGmwrF引討論:地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關(guān)系。

物體m在緯度為θ的位置，萬有引力指向地心，分解為兩個分力：m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運(yùn)動的向心力和重力。

因此,重力是萬有引力的一個分力。

實(shí)際上隨地球自轉(zhuǎn)的物體向心力遠(yuǎn)小于重力，在忽略自轉(zhuǎn)的影響下萬有引力大小近似等于重力大小。

(重力由萬有引力獨(dú)家冠名提供)θFnRMGmwrF引討論:地球表面物體的重力與地球?qū)ξ矬w的(1)物體做圓周運(yùn)動的向心力公式是什么？分別寫出向心力與線速度、角速度以及周期的關(guān)系式。(2)萬有引力定律的內(nèi)容是什么？如何用公式表示？(3)重力和萬有引力的關(guān)系？

重力是萬有引力的一個分力，當(dāng)忽略了地球的自轉(zhuǎn)時,可認(rèn)為重力在數(shù)值上就等于萬有引力大小。

課前檢測(1)物體做圓周運(yùn)動的向心力公式是什么？分別寫出向心力與線速阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句什么名言？

“給我一個支點(diǎn)，我可以撬動地球?！?/p>

那我們又是怎么知道巨大的地球的質(zhì)量呢?那給我們一個杠桿(天平)是否就可以稱量地球的質(zhì)量了呢？答案是:否定的.阿基米德在研究杠桿原理后，曾經(jīng)說過一句什么名言？“給我一個一、稱量地球的質(zhì)量

地球的質(zhì)量不可能用天平稱量.

但是萬有引力定律是否能給予我們提供幫助呢?一、稱量地球的質(zhì)量地球的質(zhì)量不可能用天平稱量.一、稱量地球的質(zhì)量若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上物體的重力等于地球?qū)λ囊Α?/p>

M＝

其中g(shù)、R在卡文迪許之前已經(jīng)知道，而卡文迪許測出G后，就意味著我們也測出了地球的質(zhì)量?？ㄎ牡显S把他自己的實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”是不無道理的。一、稱量地球的質(zhì)量若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上物體的重力等一、稱量地球的質(zhì)量

通過萬有引力定律稱量地球的質(zhì)量，這不能不說是一個奇跡。就連一個外行人、著名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情地說：“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多收獲！”這話雖然出自一位外行人之口，卻道出了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的精髓。一、稱量地球的質(zhì)量通過萬有引力定律稱量地球的質(zhì)

二、天體質(zhì)量的計(jì)算1、地球公轉(zhuǎn)實(shí)際軌道是什么形狀？為了解決問題的方便，我們通常可以認(rèn)為地球在繞怎樣的軌道做什么運(yùn)動？思考：應(yīng)用萬有引力可算出地球的質(zhì)量，能否算出太陽的質(zhì)量呢?二、天體質(zhì)量的計(jì)算1、地球公轉(zhuǎn)實(shí)際軌道是什么形狀？為了解分析問題：近似1、地球?qū)嶋H作何運(yùn)動？而我們通?？梢哉J(rèn)為做什么運(yùn)動？

地球?qū)嶋H軌道是橢圓，通?？梢哉J(rèn)為地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動分析問題：近似1、地球?qū)嶋H作何運(yùn)動？而我們通?？梢哉J(rèn)為做什么

二、天體質(zhì)量的計(jì)算1、地球?qū)嶋H軌道是什么形狀？為了解決問題的方便，我們通?？梢哉J(rèn)為地球在繞怎樣的軌道做什么運(yùn)動？2、地球作圓周運(yùn)動的向心力是由什么力來提供的？思考：應(yīng)用萬有引力可算出地球的質(zhì)量，能否算出太陽的質(zhì)量呢?通常可以認(rèn)為地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動二、天體質(zhì)量的計(jì)算1、地球?qū)嶋H軌道是什么形狀？為了解決問2、地球作圓周運(yùn)動的向心力是由什么力來提供的？rMmF地球作圓周運(yùn)動的向心力是由太陽對地球的萬有引力來提供的2、地球作圓周運(yùn)動的向心力是由什么力來提供的？rMmF地球作

二、天體質(zhì)量的計(jì)算1、地球?qū)嶋H軌道是什么形狀？為了解決問題的方便，我們通?？梢哉J(rèn)為地球在繞怎樣的軌道做什么運(yùn)動？2、地球作圓周運(yùn)動的向心力是由什么力來提供的？思考：應(yīng)用萬有引力可算出地球的質(zhì)量，能否算出太陽的質(zhì)量呢?通常可以認(rèn)為地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動地球做圓周運(yùn)動的向心力是由太陽對地球的萬有引力來提供的二、天體質(zhì)量的計(jì)算1、地球?qū)嶋H軌道是什么形狀？為了解決問地球作圓周運(yùn)動的向心力是由太陽對地球的萬有引力來提供的rMmFvT該表達(dá)式與地球（環(huán)繞天體）質(zhì)量m有沒有關(guān)系？地球作圓周運(yùn)動的向心力是由太陽對地球的萬有引力來提供的rMm總結(jié)推廣求解思路：環(huán)繞天體的向心力由中心天體對其萬有引力獨(dú)家提供具體方法：特點(diǎn)：

須知道待求天體（M）的某一環(huán)行天體的運(yùn)行規(guī)律，且與環(huán)行天體的質(zhì)量（m）無關(guān).中心天體M

環(huán)繞天體m總結(jié)推廣求解思路：環(huán)繞天體的向心力由中心天體對其萬有引力獨(dú)家二、計(jì)算天體的質(zhì)量學(xué)以致用計(jì)算地球的質(zhì)量，除了一開始的方法外，還可以怎么求？借助于月球，那么需要知道哪些量？月球繞地球運(yùn)行的周期T=27.3天，月球與地球的平均距離r=3.84×108mM=5.98×1024kg二、計(jì)算天體的質(zhì)量學(xué)以致用計(jì)算地球的質(zhì)量，除了一開始的方法外思考討論

2.2026年我們12班全體同學(xué)駕駛著神州２０號宇宙飛船飛近海王星,并進(jìn)入靠近海王星表面的圓形軌道運(yùn)行,對海王星進(jìn)行觀測．測定海王星的平均密度．1.木星是繞太陽公轉(zhuǎn)的行星之一,而木星周圍又有衛(wèi)星繞它轉(zhuǎn)動如果要測木星的質(zhì)量需要測量哪些量?思考討論2.2026年我們12班全體同學(xué)駕駛著神州２０號宇時間：2026年3月25日16時20分地點(diǎn)：酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心事件：神舟20號載人航天飛船執(zhí)行探索海王星的任務(wù)宇航員：高一12班全體同學(xué)Areyouready?Let’sgo!海王星時間：2026年3月25日16時20分Areyour任務(wù)一：神舟20號飛船在海王星的高空軌道完成勻速圓周運(yùn)動此時，我們現(xiàn)在沒有理由不相信是牛頓先生在駕駛飛船！任務(wù)一：神舟20號飛船在海王星的高空軌道完成勻速圓周運(yùn)動此時物理模型：環(huán)繞天體m繞中心天體M做勻速圓周運(yùn)動物理模型：環(huán)繞天體m繞中心天體M做勻速圓周運(yùn)動設(shè)海王星星球?yàn)槊芏染鶆虻那蝮w，則由體積公式設(shè)海王星星球?yàn)槊芏染鶆虻那蝮w，則由體積公式任務(wù)二：神舟20號飛船在海王星的近地軌道完成勻速圓周運(yùn)動任務(wù)二：神舟20號飛船在海王星的近地軌道完成勻速圓周運(yùn)動及時練習(xí)1

若已知宇宙飛船繞海王星運(yùn)動的軌道半徑為r,周期為T,引力常量為G，則由此可求出（）

A、行星的質(zhì)量B、太陽的質(zhì)量C、行星的密度D、太陽的密度B利用求解問題時，該式與環(huán)繞體質(zhì)量m無關(guān)，與中心體質(zhì)量M有關(guān)。及時練習(xí)1若已知宇宙飛船繞海王星運(yùn)動的軌道半徑為海王星表面海王星表面任務(wù)三：神舟20號飛船成功降落在海王星上，出艙進(jìn)行考察任務(wù)三：神舟20號飛船成功降落在海王星上，出艙進(jìn)行考察任務(wù)四：你知道當(dāng)初人們是如何發(fā)現(xiàn)海王星的嗎？亞當(dāng)斯[英國]勒維耶[法國]發(fā)現(xiàn)天王星軌道偏離理論計(jì)算預(yù)測新行星軌道實(shí)際觀測驗(yàn)證結(jié)果理論軌道實(shí)際軌道任務(wù)四：你知道當(dāng)初人們是如何發(fā)現(xiàn)海王星的嗎？亞當(dāng)斯[英國]勒1846年9月23日晚,由德國的伽勒在柏林天文臺用望遠(yuǎn)鏡在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星——海王星柏林天文臺1846年9月23日晚,由德國的伽勒在柏林天文臺用望遠(yuǎn)鏡在勒帶著戀戀不舍，我們要和海王星再見了，但是我們?nèi)祟惖膲粝雲(yún)s沒有停止腳步，同學(xué)們，讓我們愛上科學(xué)，學(xué)好科學(xué)，將來運(yùn)用科學(xué)去征服宇宙吧！這次旅行，你有什么收獲??？帶著戀戀不舍，我們要和海王星再見了，但是我們?nèi)祟惖膲粝?/p>