高中物理 第6章 第4节 万有引力的成就课件2 新人教版必修2.ppt

4万有引力理论的成就 1 向心力表达式有哪些 请写出 2 写出万有引力定律的表达式 3 请写出开普勒第三定律的表达式 式中k的大小的决定因素是什么 温故而知新 阿基米德在研究杠杆原理后 曾经说过这么一句豪言壮语 给我一个支点和一根足够长的硬棒 我可以撬起整个地球 通过杠杆原理 天平 我们能测量地球的质量吗 那我们如何测量巨大的天体质量 可以利用万有引力定律来测 一 称量 地球的质量 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等于地球对物体的引力 即 mg 地球表面物体的重力与万有引力的关系 一 称量 地球的质量 第十八章 需明确的物理量 得 卡文迪许在力学 热学 电学 化学等领域都有划时代的贡献 他就用自己设计的扭秤 计算出引力常数 其值为G 6 67 10 11 一旦G的值已知 就可以求出地球的质量 所以后人称他是 第一个称量地球的人 世界著名文学家 马克 吐温 在实验室里测量几个铅球之间的作用力 就可以称量地球 这不能不说是一个科学奇迹 难怪一位外行人 著名文学家马克 吐温满怀激情地说 科学真是迷人 根据零星的事实 增添一点猜想 就能赢得那么多收获 如果用这一线索来测月球的质量 必须已知哪些物理量呢 请写出解答过程 以月球表面的一物体m为研究对象 根据 则 二 计算天体的质量 利用模型一 可以测量地球的质量 那么当时能否用这种方法来测太阳的质量呢 由 mg得 而太阳表面的重力加速度g和太阳的半径R未知 故此法不能求太阳质量 请设计一个合理的方案 模型二 环绕天体围绕中心天体做匀速圆周运动 中心天体对行星的万有引力 提出问题 行星做匀速圆周运动的向心力由什么力提供 太阳为中心天体 地球围绕太阳做圆周运动 太阳对地球的万有引力提供地球所需的向心力 以地球为研究对象 根据 万 需 当时日地距离和地球的公转周期已经测出 所以 根据 不同行星绕太阳运行时 r T都各不相同 用上面公式算出来的太阳质量能保证是一样的吗 由 可保证不同行星的r T计算出来的太阳质量是一样的 搞清谁是中心天体 搞清谁是环绕天体 研究对象是哪个天体 太阳 地球 地球 求的是哪个天体的质量 中心天体 小结 环绕天体的匀速圆周运动 已知环绕天体的环绕周期和环绕半径 就可测出中心天体的质量 与环绕天体的质量无关 方法 F万 F向 已知引力常量为G 6 67 10 11 地球半径R 6 4 106m 地月之间的距离为r 3 8 108m 根据前面的推导 求 地球的质量 地球的平均密度 已知球的体积公式 设中心天体地球质量M 半径为R 月亮质量m 轨道半径r 月亮公转周期T 则 5 52 103 m3 得 问题 应用万有引力定律发现了哪些天体 问题 人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的 三 发现未知天体 海王星 平均温度 193 C至 153 C 海王星地貌 冥王星与其卫星 第三章 主要有两个基本知识 1 在地球表面 不考虑 忽略 地球自转的影响 物体的万有引力近似等于重力 2 建立模型求中心天体的质量及密度 围绕天体做圆周运动的向心力为中心天体对围绕天体的万有引力 通过围绕天体的运动半径和周期求中心天体的质量 由 mg得地球的质量 中心天体质量 中心天体的密度