版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)
文檔簡介
3萬有引力理論的成就第七章萬有引力與宇宙航行導(dǎo)入新課
我們在上節(jié)課中知道了太陽吸引行星的力、地球吸引月球的力與地球吸引其他物體的力都遵循相同的規(guī)律,進而推廣到所有的物體之間存在萬有引力。但是一個假說能被公認為自然界普遍適用的規(guī)律一定要經(jīng)受住各種實驗和自然現(xiàn)象的檢驗。萬有引力是如何被所有科學(xué)家承認并奉為圭臬的呢?一、重力和萬有引力的關(guān)系☆情境導(dǎo)入牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中寫道:“今天,有些到遙遠的國家做天文觀測的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn),擺鐘在赤道附近的確比在我們這里走得慢些······
”根據(jù)擺鐘的周期公式你能否分析出為何在地球的不同位置,擺鐘的周期不同呢?l為單擺的擺長,長度已知☆交流討論一、重力和萬有引力的關(guān)系1、靜止在兩極上的物體,如果以地面為參考系,物體受幾個力?力與力之間滿足什么關(guān)系?2、靜止在赤道上的物體,如果以無窮遠處的一個星系(可以認為是絕對靜止)為參考系,物體處于什么運動狀態(tài)?受幾個力,力與力之間滿足什么關(guān)系?一、重力和萬有引力的關(guān)系3、根據(jù)以上討論,你能得出重力和萬有引力是什么關(guān)系?重力是萬有引力的一個分力,與支持力為平衡力,萬有引力的另一個分力為物體跟隨地球自轉(zhuǎn)提供所需的向心力。θFnRMGmwrF引一、重力和萬有引力的關(guān)系4、已知地球的半徑為6400km,計算一個1kg的靜止在赤道上的物體重力和向心力的大小,根據(jù)計算結(jié)果能得到什么結(jié)論。向心力遠小于重力,在粗略的計算中可以忽略地球自轉(zhuǎn)引起的向心力,近似認為萬有引力等于重力,即一、重力和萬有引力的關(guān)系5、根據(jù)以上討論的關(guān)系,想一想怎樣表示出地球的質(zhì)量和密度?一、重力和萬有引力的關(guān)系6、靜止在兩極處的物體受力和赤道上的物體有何不同?重力加速度大小如何變化?靜止在兩極處的物體轉(zhuǎn)動半徑為零,因此不需要向心力,即萬有引力完全等于重力。在赤道上重力是萬有引力的一個分力;由于地球兩極稍扁,赤道略鼓,在赤道處的線速度最大,需要的向心力最大,所需向心力逐漸向兩極減小,所以g在兩極處最大,赤道最小。1、靜止在地面的物體,萬有引力的一個分力提供其隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力,另一個分力為重力。2、在近似計算中可以忽略地球自轉(zhuǎn),認為萬有引力大小
等于重力,滿足☆梳理深化一、重力和萬有引力的關(guān)系地球的密度☆鞏固提升例1、假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體,已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0,赤道的大小為g;地球自轉(zhuǎn)的周期為T,引力常量為G.則地球的密度為()一、重力和萬有引力的關(guān)系B解析:根據(jù)萬有引力和重力的關(guān)系,在赤道在兩極,地球的密度一、重力和萬有引力的關(guān)系練習(xí)1、一宇航員為了估測一星球的質(zhì)量,他在該星球的表面做自由落體實驗:讓小球在離地面h高處自由下落,他測出經(jīng)時間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。根據(jù)得解:忽略星球自轉(zhuǎn)的影響,于是☆情境導(dǎo)入二、計算太陽的質(zhì)量在上一環(huán)節(jié)中我們通過萬有引力計算出了地球的質(zhì)量,這是萬有引力的一個重大成就。能否用類似的方法計算出太陽的質(zhì)量呢?☆交流討論二、計算太陽的質(zhì)量1、寫出地球圍繞太陽公轉(zhuǎn)時地球的動力學(xué)方程,并明確方程中各物理量的物理意義。二、計算太陽的質(zhì)量2、根據(jù)方程寫出太陽質(zhì)量的表達式,想一想若想求出太陽的質(zhì)量,需要知道哪些物理量?二、計算太陽的質(zhì)量3、查閱相關(guān)資料,試著求出太陽的質(zhì)量在類似于行星—太陽這樣的系統(tǒng)中,環(huán)繞中心天體做圓周運動的天體所需的向心力由萬有引力提供,根據(jù)關(guān)系:☆梳理深化二、計算太陽的質(zhì)量如果已知天體運動的周期、環(huán)繞天體和中心天體的距離以及萬有引力常量,可以計算出中心天體的質(zhì)量。例2、土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖),每16天繞土星一周,其公轉(zhuǎn)軌道半徑約為1.2×106km,已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,則土星的質(zhì)量約為(
)☆鞏固提升二、計算太陽的質(zhì)量B二、計算太陽的質(zhì)量練習(xí)2、(多選)2017年,人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波.根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程,在兩顆中子星合并前約100s時,它們相距400km,繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動12圈。將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體,由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學(xué)知識,可以估算出這一時刻兩顆中子星()A.質(zhì)量之積 B.質(zhì)量之和C.速率之和 D.各自的自轉(zhuǎn)角速度BC2、曾經(jīng)人們觀測到的太陽系最外圍的行星是天王星,但是天王星實際運行的軌跡與萬有引力計算的結(jié)果并不相符,此時理論與實際觀測出現(xiàn)了矛盾,應(yīng)該怎樣用科學(xué)的方法對待這種矛盾?1、在地球上,每隔76~79年,就會觀測到一顆明亮的星體,這是同一顆星體還是不同的星體?三、萬有引力的其他成就☆情境導(dǎo)入☆交流討論觀看視頻,體會萬有引力的巨大成就三、萬有引力的其他成就☆梳理深化三、萬有引力的其他成就1、海王星的發(fā)現(xiàn)和哈雷彗星的“按時回歸”確立了萬有引力定律的地位。2、牛頓還用月球和太陽的萬有引力解釋了潮汐現(xiàn)象3、牛頓用萬有引力定律和其他力學(xué)定律,推測地球呈赤道處略為隆起的扁平形狀☆鞏固提升
例3.(多選)組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的,這樣的星球有一個最大的自轉(zhuǎn)速率。如果超過了該速率,星球的萬有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運動。由此能得到半徑為R、密度為ρ、質(zhì)量為M且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T。則最小自轉(zhuǎn)周期T的下列表達式中正確的是(
)三、萬有引力的其他成就AD課堂小結(jié)小結(jié)
123重力和引力的的關(guān)系計算太陽的質(zhì)量萬有引力的其他成就課外拓展——潮汐的形成
潮汐是由月球、太陽等天體的引力隨相對地球的位置的變化而引起的。例如當(dāng)月亮在南中天時引力變大,而地球的另一側(cè)則相對減小,海水被吸引到引力大的一側(cè)形成漲潮。太陽的質(zhì)量為月球的2500萬倍,但是比月亮離地球的距離遠400倍,所以引發(fā)潮汐的引力只有月亮的一半,而這種引力只有地球重力的1/900萬左右。課外拓展——潮汐的形成月球的公轉(zhuǎn)周期為24小時50分,所以一日兩次的漲落潮間隔為12小時25分。當(dāng)月球和太陽在同一方向時潮汐變大,稱為“大潮”。相對地球而言,月
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 2025版童裝電商平臺入駐合作協(xié)議范本3篇
- 2025版生態(tài)修復(fù)項目用地土地使用權(quán)出讓合同3篇
- 2024年鐵塔租賃與無線信號優(yōu)化服務(wù)合同3篇
- 2024年飲品供應(yīng)協(xié)議
- 2024年運輸服務(wù)合同標的及相關(guān)規(guī)定
- 2024年高端肉品批發(fā)市場租賃及銷售合同3篇
- 包頭鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院《施工圖實訓(xùn)》2023-2024學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 2025年鋼管模板租賃服務(wù)品質(zhì)保障及價格調(diào)整合同3篇
- 2025年度智能家居系統(tǒng)采購合同(全新版)2篇
- 2024年門面房產(chǎn)及商業(yè)租賃權(quán)整體轉(zhuǎn)讓合同3篇
- 《花木蘭》兒童故事繪本課件(圖文演講)
- DB12T 1341-2024 消防產(chǎn)品使用和維護管理規(guī)范
- AQ/T 1119-2023 煤礦井下人員定位系統(tǒng)通 用技術(shù)條件(正式版)
- 幼兒園班級幼兒圖書目錄清單(大中小班)
- 2024-2034年全球及中國年糕行業(yè)市場發(fā)展分析及前景趨勢與投資發(fā)展研究報告
- 烈士陵園的數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能服務(wù)
- 生理學(xué)重點復(fù)習(xí)資料全
- 初中生理想信念教育班會(3篇模板)
- (高清版)JGT 225-2020 預(yù)應(yīng)力混凝土用金屬波紋管
- 2024年上海市奉賢區(qū)中考一模英語試題(含答案解析)
- 農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏原理復(fù)習(xí)資料
評論
0/150
提交評論