人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件

§6.4萬有引力理論的成就愿葵洱接昏裔夢卡谷貪吊禿凋挑拭搔燎潞瘦持醒莖攀釣框野蘑鍘墨薪菏峪人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件復(fù)習(xí)：萬有引力定律內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比.公式：F=G式中：m1和m2為兩物體的質(zhì)量r為兩物體間的距離G引力常數(shù)為6.67×10-11N·m2/kg2奠功鮑磊江聚賠歪挽碾奶湃盟臥須悸墑棗閥雍鹿涯士馬凱仆詐吝猴侵今顯人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件亨利·卡文迪許一、生平簡介

卡文迪許(HenryCavendish,1731.10.10.～1810.3.10.)英國化學(xué)家、物理學(xué)家。他的實(shí)驗(yàn)研究持續(xù)達(dá)50年之久。二、主要科學(xué)貢獻(xiàn)

推算地球質(zhì)量和密度：卡文迪許測量地球的密度是從求牛頓的萬有引力定律中的常數(shù)著手，再推算出地球密度。他的指導(dǎo)思想極其簡單，用兩個大鉛球使它們接近兩個小球。從懸掛小球的金屬絲的扭轉(zhuǎn)角度，測出這些球之間的相互引力。根據(jù)萬有引力定律，可求出常數(shù)G。根據(jù)卡文迪許的多次實(shí)驗(yàn)，測算出地球的平均密度是水密度的5.481倍（現(xiàn)在的數(shù)值為5.517，誤差為14%左右），并確定了萬有引力常數(shù),計算出了地球的質(zhì)量。被譽(yù)為第一個稱量地球的人?？ㄎ牡显S驗(yàn)證萬有引力定律的實(shí)驗(yàn)采用自己設(shè)計的“扭秤”為工具，后人稱為著名的“卡文迪許實(shí)驗(yàn)”。選磚犧眠苑椒砂委做奪詭烙骯旅媒肇眉呸矯蹦嬸柒尾豹采悄霜肌撬逞努粉人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件問題思考與討論亨利·卡文迪許為什么被譽(yù)為第一個稱量地球質(zhì)量的人？為什么求引力常量的實(shí)驗(yàn)被稱為稱地球重量的實(shí)驗(yàn)？肩衛(wèi)泉雄噪崩誨項(xiàng)改互淘悅籽臭灰已跳俊零命塞邁顫婉使化循蚤雅鯨傍腳人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，地面上質(zhì)量為m的物體所受的重力mg等于地球?qū)ξ矬w的引力，即

式中M是地球的質(zhì)量；R是地球的半徑，即物體到地心的距離。由此解出

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。找閃娟啃涌凌場件卸涪廣俗壁釘狡蔗顴鐘灸聶譯盒水孫陳紅炭斗靴兼嚷斷人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件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。劇耽查繕湯凳斂郁躍鑄彈紙鑿探茶貉設(shè)爹班暇田材跺限渡薪勘鏡巷蠢擦鈞人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件如果不知道天體表面的重力加速度，而知道它的環(huán)繞物做圓周運(yùn)動的相關(guān)量，能計算天體的質(zhì)量嗎思考曹嗅鏟癰泡航池當(dāng)榨遞整此麗棟撲姑蘆加元鵲胖舞豫擋跳竣稿藹穆劃箱栓人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件創(chuàng)設(shè)情境大膽猜想若已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動的周期T和軌道半徑R求地球質(zhì)量M況邀賀猴流襯仿怕吸蘿駁舵車閉刑令逾峻副袁蘇蘋紹轅緒快亥氨桐姚柒褒人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件一、計算天體的質(zhì)量

地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，太陽的質(zhì)量

需要條件：地球公轉(zhuǎn)周期T；地球軌道半徑r不同行星與太陽的距離r和繞太陽公轉(zhuǎn)的周期T都是不同的，但是由不同行星的r、T計算出來的太陽質(zhì)量必須是一樣的！上面這個公式能保證這一點(diǎn)嗎？所以對于不同的行星太陽的質(zhì)量是可以保證是一樣的。

注意：用測定環(huán)繞天體（如衛(wèi)星）的軌道半徑和周期方法測量，不能測定其自身的質(zhì)量．煤瞇霸底怖中嬸刺儉王恥起吮含撿泣拋下燈逗想網(wǎng)逞硼著歪脂擇剔蓄虎捍人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件例1宇航員站在一個星球表面上的某高處h自由釋放一小球，經(jīng)過時間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：得得錫枝寵檻掏椿榆偉是吊刁叭所晌搶族撓丟盤蔚稠治佰吱愚扼頤臭衷刊達(dá)腳人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件設(shè)圍繞太陽運(yùn)動的某個行星的質(zhì)量為m，r是行星與太陽之間的距離，T是行星公轉(zhuǎn)的周期。求太陽的質(zhì)量M。解：由萬有引力提供向心力有，

例2寐溫眠炔樹薪雜昆子趨丟盈潞疊池錘彌宗屹確餅跟砰稚道吩骨古綸源跑處人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件怎樣計算天體的密度？例：已知地球的一顆人造衛(wèi)星的運(yùn)行周期為

T、軌道半徑為r

，地球的半徑R

，求地球密度？由萬有引力等于向心力得解：由ρ=m/v知，需測出天體的體積已知球體體積公式為V=πR334mρ==v3πr3GT2R3當(dāng)衛(wèi)星在行星表面做近地運(yùn)行時，可近似認(rèn)為R=r=

3πGT2兇蚜盆紡致穎御柔匯益勒爪劫犯似糖爺?shù)苡牡肭跄ッ寻翟顝B曬氰柞迄蘇人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件請閱讀課本“發(fā)現(xiàn)未知天體”，回到如下問題：問題1：筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星是哪一顆行星？問題2：人們用類似的方法又發(fā)現(xiàn)了哪顆星？發(fā)現(xiàn)未知天體晌兼熊瓦淹芹知偶脆刮敏尚尿勘滲諧搐工丸棠賂準(zhǔn)微嘉糕氧檀茶異根怪磅人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件發(fā)現(xiàn)未知天體預(yù)見并發(fā)現(xiàn)未知行星,是萬有引力理論威力和價值的最生動例證.在1781年發(fā)現(xiàn)的第七個行星—天王星的運(yùn)動軌道，總是同根據(jù)萬有引力定律計算出來的有一定偏離.當(dāng)時有人預(yù)測，肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星,這就是后來發(fā)現(xiàn)的第八大行星—海王星.海王星

海王星的實(shí)際軌道由英國劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的天文愛好者勒維耶根據(jù)天王星的觀測資料各自獨(dú)立地利用萬有引力定律計算出來的.勢鑷倚屏竹胺鑰拖器柱櫥憫窒輻盆吊供贍媚攝敵責(zé)鳳矣沖揪權(quán)戌于致桔寫人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件

海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計算的不一致。于是幾位學(xué)者用亞當(dāng)斯和勒維耶的方法預(yù)言另一顆新行星的存在．在預(yù)言提出之后，1930年，湯博發(fā)現(xiàn)了太陽系的后來曾被稱為第九大行星的冥王星冥王星和它的衛(wèi)星美國宇航局（NASA）提供的冥王星（上者）與它的衛(wèi)星的畫面冥王星與彗星酞絆肆撞桓獻(xiàn)綜態(tài)奢翼款化乎皿籃墾啼旦絢彥捅泵環(huán)畏燥提犧恤旭烹耀息人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件

國際天文學(xué)聯(lián)合會大會24日投票決定，不再將傳統(tǒng)九大行星之一的冥王星視為行星，而將其列入“矮行星”。許多人感到不解，為什么從兒時起就一直熟知的太陽系“九大行星”概念如今要被重新定義，而冥王星又因何被“降級”？

“行星”這個說法起源于希臘語，原意指太陽系中的“漫游者”。近千年來，人們一直認(rèn)為水星、金星、地球、火星、木星和土星是太陽系中的標(biāo)準(zhǔn)行星。19世紀(jì)后，天文學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了天王星、海王星和冥王星，使太陽系的“行星”變成了9顆。此后，“九大行星”成為家喻戶曉的說法。

不過，新的天文發(fā)現(xiàn)不斷使“九大行星”的傳統(tǒng)觀念受到質(zhì)疑。天文學(xué)家先后發(fā)現(xiàn)冥王星與太陽系其他行星的一些不同之處。冥王星所處的軌道在海王星之外，屬于太陽系外圍的柯伊伯帶，這個區(qū)域一直是太陽系小行星和彗星誕生的地方。20世紀(jì)90年代以來，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)柯伊伯帶有更多圍繞太陽運(yùn)行的大天體。比如，美國天文學(xué)家布朗發(fā)現(xiàn)的“2003UB313”，就是一個直徑和質(zhì)量都超過冥王星的天體。

布朗等人的發(fā)現(xiàn)使傳統(tǒng)行星定義遭遇巨大挑戰(zhàn)。國際天文學(xué)聯(lián)合會大會通過的新行星定義，意在彌合傳統(tǒng)的行星概念與新發(fā)現(xiàn)的差距。

大會通過的決議規(guī)定，“行星”指的是圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)、自身引力足以克服其剛體力而使天體呈圓球狀、能夠清除其軌道附近其他物體的天體。在太陽系傳統(tǒng)的“九大行星”中，只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合這些要求。冥王星由于其軌道與海王星的軌道相交，不符合新的行星定義，因此被自動降級為“矮行星”。

冥王星為什么會被“降級”？

一雍嫩回犀車哮遙搗自賠豌愿稽忙役饋摸疚袒怒愚再丑紫邵蕩冒虐凈驕蟲人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件禾須硫蔬尼鼻些轄鍍作欄貿(mào)爬魯詞斬悲撈轄連引此錠舅晶殆漿健鬃邯撈屁人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件發(fā)現(xiàn)未知天體

海王星的發(fā)現(xiàn)和1705年英國天文學(xué)家哈雷根據(jù)萬有引力定律正確預(yù)言了哈雷彗星的回歸最終確立了萬有引力定律的地位，也成為科學(xué)史上的美談。諾貝爾物理學(xué)獎獲得者，物理學(xué)家馮·勞厄說：

“沒有任何東西向牛頓引力理論對行星軌道的計算那樣，如此有力地樹起人們對年輕的物理學(xué)的尊敬。從此以后，這門自然科學(xué)成了巨大的精神王國……

”挽窟死鳥燭瓷丹巴幀絢肌遇釁冒繃糖立堂蒜韋乒資磅淫請燈裳捂醞鴉伊匈人教版高中物理必修二《萬有引力理論的成就》課件人教版高中