人教版（2019）高中物理必修第二冊(cè)第七章第3節(jié)《萬(wàn)有引力理論的成就》課件PPT

萬(wàn)有引力理論的成就 萬(wàn)有引力與宇宙航行講課人：小明老師第七章TARGET學(xué)習(xí)目標(biāo)新課引入在初中，我們已經(jīng)知道物體的質(zhì)量可以用天平來(lái)測(cè)量，生活中物體的質(zhì)量常用電子秤或臺(tái)秤來(lái)稱量。對(duì)于地球，我們?cè)鯓印胺Q量”它的質(zhì)量呢？“稱量”地球的質(zhì)量有了萬(wàn)有引力定律，我們就能“稱量”地球的質(zhì)量！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，即地面的重力加速度g和地球半徑R在卡文迪什之前就已知道，一旦測(cè)得引力常量 G，就可以算出地球的質(zhì)量m地。因此，卡文迪什把他自己的實(shí)驗(yàn)說(shuō)成是“稱量地球的重量”算一算設(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=6.67×10-11 N·m2/kg2，試估算地球的質(zhì)量?！白粤Ω狈ǎㄒ阎猤、R）計(jì)算天體的質(zhì)量忽略太陽(yáng)及其他天體對(duì)月球的引力。 已知月球繞地球周期T=27.3天，月地平均距離r=3.84×108m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，試估算地球的質(zhì)量?！敖柚庠狈ǎㄒ阎猺、T）大膽猜想稱量太陽(yáng)的質(zhì)量 把地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知軌道半徑約為1.5×1011 m，引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，估算太陽(yáng)的質(zhì)量。計(jì)算天體的密度基本思路：若r=R”自力更生”法（已知g、R）“借助外援”法（已知r、T）是天文觀測(cè)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確？是萬(wàn)有引力定律的準(zhǔn)確性有問(wèn)題？是天王星軌道外面還有一顆未發(fā)現(xiàn)的行星？........發(fā)現(xiàn)未知天體到了18世紀(jì)，人們已經(jīng)知道太陽(yáng)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(yùn)動(dòng)軌道有些“古怪”：根據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來(lái)的軌道與實(shí)際觀測(cè)的結(jié)果總有一些偏差。筆尖下的行星英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國(guó)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(cè)資料，各自獨(dú)立地利用萬(wàn)有引力定律計(jì)算出這顆“新”行星的軌道。1846 年 9 月 23 日晚，德國(guó)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。預(yù)言哈雷彗星回歸英國(guó)天文學(xué)家哈雷從1337年到1698年的彗星記錄中挑選了24顆彗星，依據(jù)萬(wàn)有引力定律，用一年時(shí)間計(jì)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(lái)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1759年初再次回歸。1759年3月這顆彗星如期通過(guò)了近日點(diǎn)，它最近一次回歸是1986年，它的下次回歸將在2061年左右。幾個(gè)重要的關(guān)系式子質(zhì)量為m的天體繞質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)： ?四字結(jié)論：越高越慢對(duì)于r、v、ω、T、an五個(gè)量“一定四定”，“一變四變”課堂練習(xí)1. 已知月球的質(zhì)量是7.3×1022 kg，半徑是1.7×103km，月球表面的自由落體加速度有多大？這對(duì)宇航員在月球表面的行走會(huì)產(chǎn)生什么影響？若宇航員在地面上最多能舉起質(zhì)量為m的物體，他在月球表面最多能舉起質(zhì)量是多少的物體？課堂練習(xí)2. 根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律說(shuō)明：為什么不同物體在地球表面的自由落體加速度都是相等的？為什么高山上的自由落體加速度比山下地面的?。?. 某人造地球衛(wèi)星沿圓軌道運(yùn)行，軌道半徑是6.8×103km，周期是5.6×103s。試從這些數(shù)據(jù)估算地球的質(zhì)量。課堂練習(xí)4. 地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，哈雷彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓（圖7.3-4）。天文學(xué)家哈雷成功預(yù)言了哈雷彗星的回歸。哈雷彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年，預(yù)計(jì)下次飛近地球?qū)⒃?061年左右。（1）請(qǐng)根據(jù)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律估算哈雷彗星軌道的半長(zhǎng)軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的多少倍。（2）若哈雷彗星在近日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r1，線速度大小為v1 ；在遠(yuǎn)日點(diǎn)與太陽(yáng)中心的距離為r2，線速度大小為v2，請(qǐng)比較哪個(gè)速度大，并求得哈雷彗星在近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度大小之比。