人教版高一物理必修二第七章第3节万有引力的成就课件

第,3,节 万有引力理论的成就,第3节 万有引力理论的成就,学习目标定位,1.,掌握应用万有引力定律解决问题的基本思路,3.,会根据条件计算天体的密度,2.,掌握两种计算天体质量的方法,4.,了解发现未知天体的基本思路,学习目标定位1.掌握应用万有引力定律解决问题的基本思路3.,目录,一、,“,称量,”,地球的质量,二、计算天体的质量,三、发现未知天体,四、预言哈雷彗星回归,目录一、“称量”地球的质量二、计算天体的质量三、发现未知天体,1,、万有引力定律的内容是什么？,2,、该定律的适用条件是什么？,3,、比例系数,G,是怎样测量的？,复习回顾,1、万有引力定律的内容是什么？复习回顾,关于万有引力的说明：,（,1,）,普遍性：,它是自然界中物质之间的基本的相互作用之一，存在于任何客观存在的两部分有质量之间。,（,2,）,相互性：,两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。,（,3,）,宏观性：,通常情况下，它非常小。只有在质量巨大的天体间，它的存在才有宏观物理意义。,复习回顾,关于万有引力的说明：复习回顾,思考：根据所学的知识你能解释为什么可以不考虑地球自转的影响呢？,结论：,向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此,一般粗略计算中,不考虑（或忽略）地球自转的影响,。,R,M,r,m,mg,F,向,F,引,试求：,质量为1kg的物体静止在赤道上时的向心加速度。（已知地球半径,R,=6.,10,6,m,),答案：,a,=0.034m/s,2,复习回顾,思考：根据所学的知识你能解释为什么可以不考虑地球自,重力加速度,g,的变化,1,）重力是万有引力的分力,万有引力,自转向心力,重 力,3,）重力加速度,g,的大小,在地表球面时,离地面,h,高处,在赤道时重力最小、两极时最大且等于万有引力。,2,）重力加速度,g,的变化,随纬度增大而增大，随高度增大而减小,R,M,r,m,mg,F,向,F,引,重力加速度 g 的变化1）重力是万有引力的分力万有引力自转向,一、,“,称量,”,地球的质量,一、“称量”地球的质量,阿基米德：,“,给我一个支点，我可以撬动地球,”,那是否我们给他一个天平（杠杆）他就能测量地球的质量了呢？,No,地球的质量无法用天平测量,阿基米德：“给我一个支点，我可以撬动地球”那是否我们给他一个,高中物理,问题一：,那么,地球的质量酒精如何测量？为什么把卡文迪许测量万有引力常量,G,说成是,“,测量地球的质量,”,？,方法：,若,不考虑地球自转,的影响，地面上质量为,m,的物体所受的重力,mg,等于地球对物体的万有引力，即：,GM=gR,2,黄金代换式,高中物理问题一：方法：若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m,例,1,：,设地面附近的重力加速度,g,9.8 m/s,2,，地球半径,R,6.410,6,m,，引力常量,G,6.6710,11,Nm,2,/kg,2,，试估算地球的质量,答案,M,E,忽略地球自转,例1：设地面附近的重力加速度g9.8 m/s2，地球半径R,应用万有引力可算出地球的质量，能否算出其他天体的质量呢,?,二、计算天体的质量,应用万有引力可算出地球的质量，能否算出其他天体的质量呢?二、,方法,1,、,选定一颗绕地球转动的卫星,(,例如月球），测定卫星的,轨道半径和周期,。,方法,2,、,若已知卫星绕地球做匀速圆周运动的的,半径,r,和运行的线速度,v,。,问题二：,你还有其他办法测量出地球的质量吗？需要测量那些物理量呢？,方法1、选定一颗绕地球转动的卫星(例如月球），测定卫星,中心天体,M,环绕天体,m,明确各个物理量,轨道半径,r,地球,月球,r,是地月轨道半径,T,是月球的公转周期,中心天体的半径,R,中心天体M环绕天体m明确各个物理量轨道半径r地球月球r是地月,应用万有引力计算天体质量的基本思路：,1.,确定中心天体，找出绕该天体作匀速圆周运动的物体,;,2.,建立天体运动的基本方程,;,F,万,=F,向,3.,明确方程中各物理量的涵义。,应用万有引力计算天体质量的基本思路：1.确定中心天体，找出绕,总结,需要条件：线速度,v,；轨道半径,r,。,需要条件：角速度,；轨道半径,r,需要条件：公转周期,T,；轨道半径,r,上面三式中，因为线速度与角速度实际操作中不好测量，,周期好测量,，所以我们用得最多的公式将会是第三个,总结 需要条件：线速度v；轨道半径r。需要条件：角速度,例,2,、回答下面,3,个小问题。,如果以水星绕太阳做匀速圆周运动为研究对象，需要知道哪些量才能求得太阳的质量？,需要知道水星做匀速圆周运动的公转周期,T,及公转半径,r,水星和地球绕太阳做圆周运动的公转周 期,T,是不一样的，公转半径也是不一样的，那用公式 求解出来的太阳的质量会是一样的吗？,是一样的，根据开普勒第三定律，对于同一中心天体，所有环绕天体,的值是,有,一样的。所以,例2、回答下面3个小问题。需要知道水星做匀速圆周运动的公转周,你现在能证明开普勒第三定律,中的k与中心天体有关吗？,你现在能证明开普勒第三定律中的k与中心天体有关吗？,1,天体质量及半径求出后，如何得到天体的平均密度？,答案,求出天体体积,2,(1),由天体表面的重力加速度,g,和半径,R,，求此天体的密度,(2),若天体的某个行星,(,或卫星,),的轨道半径为,r,，运行周期为,T,，中心天体的半径为,R,，,由,mg,和,M,R,3,，得,由,和,M,R,3,，得,注意,R,、,r,的意义不同，一般地,R,指中心天体的半径，,r,指行星或卫星的轨道半径，若绕近地轨道运行，则有,R,r,，此时,.,天体密度的,计算方法,1天体质量及半径求出后，如何得到天体的平均密度？答案,不同星球表面的力学规律相同，只是重力加速度,g,不同，在解决其他星球表面上的力学问题时，若要用到重力加速度应该是该星球的重力加速度，如：竖直上抛运动、平抛运动、竖直平面内的圆周运动，都要用该星球的重力加速度。,不同星球表面的力学规律相同，只是重力加速度g不同，在,三、发现未知天体,三、发现未知天体,预见并发现未知行星,是万有引力理论威力和价值的最生动例证,.,在,1781,年发现的第七个行星,天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离,.,当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星,这就是后来发现的第八大行星,海王星,.,人,们称其为“笔尖下发现的行星”。,海王星,预见并发现未知行星,是万有引力理论威力和价值的最生动例证.,英国的亚当斯和法国的勒维耶,英国剑桥大学的学生，,23,岁的亚当斯，他根据万有引力定律和天王星的真实轨道逆推，预言了新行星不同时刻所在的位置。,同年，法国的勒维列也算出了同样的结果，并把预言的结果寄给了柏林天文学家加勒。当晚（,1846.3.14,），,加勒,把望远镜对,准勒维列,预言的位置，果然发现有一颗新的行星,就是,海王星,.,英国的亚当斯和法国的勒维耶英国剑桥大学的学生，23岁的亚,海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是,几位学者用亚当斯和勒维耶的方法,预言另一颗新行星的存在,在预言提出之后，,1930,年，汤博发现了太阳系的后来,曾,被称为第九大行星的冥王星,冥王星和它的卫星,美国宇航局（,NASA,）提供的冥王星（上者）与它的卫星的画面,海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算,九大行星成为了过去史,冥王星,九大行星成为了过去史 冥王星,国际天文学联合会大会,24,日投票决定，不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星，而将其列入“矮行星”。许多人感到不解，为什么从儿时起就一直熟知的太阳系“九大行星”概念如今要被重新定义，而冥王星又因何被“降级”？“行星”这个说法起源于希腊语，原意指太阳系中的“漫游者”。近千年来，人们一直认为水星、金星、地球、火星、木星和土星是太阳系中的标准行星。,19,世纪后，天文学家陆续发现了天王星、海王星和冥王星，使太阳系的“行星”变成了,9,颗。此后，“九大行星”成为家喻户晓的说法。不过，新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑。天文学家先后发现冥王星与太阳系其他行星的一些不同之处。冥王星所处的轨道在海王星之外，属于太阳系外围的柯伊伯带，这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。,20,世纪,90,年代以来，天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体。比如，美国天文学家布朗发现的“,2003UB313”,，就是一个直径和质量都超过冥王星的天体。布朗等人的发现使传统行星定义遭遇巨大挑战。国际天文学联合会大会通过的新行星定义，意在弥合传统的行星概念与新发现的差距。大会通过的决议规定，“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。在太阳系传统的“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这些要求。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星定义，因此被自动降级为“矮行星”。,冥王星为什么会被“降级”？,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件人教版（,2019,版）高一物理必修二第七章第,3,节万有引力的成就（共,38,页）人教版部编版,统编版优秀公开课课件下载,PPT,课件人教版（,2019,版）高一物理必修二第七章第,3,节万有引力的成就（共,38,页）人教版部编版,国际天文学联合会大会24日投票决定，不再将传,差点KO人类的2019OK小行星，有办法KO它吗？,我们又将如何自救？,https:/