7.3萬有引力理論的成就-【新教材】人教版高中物理必修二課件

7.3萬有引力理論的成就1、定律的發(fā)現(xiàn)2、定律的內(nèi)容③宏觀性①普遍性②相互性卡文迪許

測出的。①兩質(zhì)點間的距離②均勻球體，球心間的距離牛頓④獨立性“給我一個支點，我可以撬動地球?！?/p>

——阿基米德

在初中，我們已經(jīng)知道物體的質(zhì)量可以用天平來測量，生活中物體的質(zhì)量常用電子秤或臺秤來稱量。對于地球，我們怎樣“稱量”它的質(zhì)量呢？如果有人說他能稱出地球的質(zhì)量，你信嗎？我可以天平or

桿秤一、“稱量”地球的質(zhì)量稱量”地球的質(zhì)量時①我們應(yīng)選擇哪個物體作為研究對象？②運用哪些物理規(guī)律？③需要忽略的次要因素是什么？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的引力卡文迪許被稱為能稱出地球質(zhì)量的人GM=gR2黃金代換式【例題1】設(shè)地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，試估算地球的質(zhì)量。解：二、計算天體的質(zhì)量如果測出了某行星的公轉(zhuǎn)周期T、軌道半徑r，能不能由此求出太陽的質(zhì)量M？

地球公轉(zhuǎn)實際軌道是什么形狀？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動？近似地球作圓周運動的向心力是由什么力來提供的？RMmF地球作圓周運動的向心力是由太陽對地球的萬有引力來提供的?！纠}】.把地球繞太陽的公轉(zhuǎn)看作是勻速圓周運動，軌道半徑約為1.5×1011m，已知引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg2，則可估算出太陽的質(zhì)量約為多少千克？解：地球繞太陽運轉(zhuǎn)的周期:T=365×24×60×60s=3.15×107s地球繞太陽做勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供，利用下列哪組數(shù)據(jù)可以計算出地球的質(zhì)量（）A.地球半徑R和地球表面的重力加速度gB.衛(wèi)星繞地球運動的軌道半徑r和周期TC.衛(wèi)星繞地球運動的軌道半徑r和角速度ωD.衛(wèi)星繞地球運動的線速度V和周期TABCD1.重力加速度法，在天體表面，重力近似等于萬有引力

M＝天體的體積：三、計算天體的密度2.環(huán)繞法，已知環(huán)繞天體運動的軌道半徑和周期注意：r為環(huán)繞天體運動的軌道半徑，R為中心天體的半徑當(dāng)r=R時到了18世紀(jì)，人們已經(jīng)知道太陽系有7顆行星，其中1781年發(fā)現(xiàn)的第七顆行星——天王星的運動軌道有些“古怪”：根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道與實際觀測的結(jié)果總有一些偏差。天王星疑問：是天文觀測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確？是萬有引力定律的準(zhǔn)確性有問題？還是天王星軌道外面還有一顆未發(fā)現(xiàn)的行星？天王星四、發(fā)現(xiàn)未知天體英國劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的天文學(xué)家勒維耶相信未知行星的存在。他們根據(jù)天王星的觀測資料，各自獨立地利用萬有引力定律計算出這顆“新”行星的軌道。1846年9月23日晚，德國的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星，人們稱其為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”——海王星。(英)亞當(dāng)斯(法)勒維耶理論軌道實際軌道

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)斯和勒維耶列的方法預(yù)言另一顆行星的存在。在預(yù)言提出之后，1930年3月14日，湯博發(fā)現(xiàn)了這顆行星——冥王星。五、預(yù)言哈雷彗星回歸哈雷依據(jù)萬有引力定律，用一年時間計算了它們的軌道。發(fā)現(xiàn)1531年、1607年和1682年出現(xiàn)的這三顆彗星軌道看起來如出一轍，他大膽預(yù)言，這三次出現(xiàn)的彗星是同一顆星（圖7.3-3），周期約為76年，并預(yù)言它將于1758年底或1759年初再次回歸。1759年3月這顆彗星如期通過了近日點，它最近一次回歸是1986年，它的下次回歸將在2061年左右。對于r、v、ω、T、an五個量“一定四定”，“一變四變”Mm

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．3RB【典例1】（2020·武漢市第三中學(xué)高一期中）牛頓時代的科學(xué)家們圍繞萬有引力的研究經(jīng)歷了大量曲折頑強而又閃爍智慧的科學(xué)實踐。在萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程中，下列敘述不符合史實的是（）A．開普勒研究了第谷的行星觀測記錄，提出了開普勒行星運動定律B．根據(jù)天王星的觀測資料，牛頓利用萬有引力定律計算出了海王星的軌道C．卡文迪許在實驗室中比較準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值D．牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律【正確答案】B【典例3】（2021·全國高一課時練習(xí)）2019年諾貝爾物理獎獲獎?wù)摺鹗咳諆?nèi)瓦大學(xué)教授米歇爾·馬約爾和迪迪?！た迤澰?995年發(fā)現(xiàn)了一顆距離我們50光年的行星，該行星圍繞它的恒星運動。這顆行星離它的恒星非常近，只有太陽到地球距離的二十分之一，公轉(zhuǎn)周期只有4天。由此可知，該恒星的質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的（）A．20倍 B．14倍 C．16倍 D．1倍【