万有引力的理论成就.pptx
第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天第四节第四节 万有引力理论的成就万有引力理论的成就授课班级：高一（授课班级：高一（8 8）班）班 授课时间：授课时间：2018.4.122018.4.12万有引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推万有引力定律的发现对天文学的发展起到了巨大的推动作用，尤其在天体物理学计算、天文观测、卫星发动作用，尤其在天体物理学计算、天文观测、卫星发射和回收等天文活动中，万有引力定律可称为最有力射和回收等天文活动中，万有引力定律可称为最有力的工具。的工具。新课导入新课导入1.1.了解万有引力定律在天文学上的应用。了解万有引力定律在天文学上的应用。2.2.会用万有引力定律计算天体的质量和密度。会用万有引力定律计算天体的质量和密度。3.3.掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识掌握综合运用万有引力定律和圆周运动学知识分析具体问题的方法。分析具体问题的方法。学习目标学习目标想一想想一想 一一百百多多年年前前,英英国国人人卡卡文文迪迪许许用用他他自自己己设设计计的的扭扭秤秤，“第第一一次次称称出出了了地地球球的质量的质量”。一、科学真是迷人一、科学真是迷人思考：如何称量思考：如何称量地球地球的质量？的质量？例例1.1.设地面附近的重力加速度设地面附近的重力加速度g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，地球半径，地球半径R=6.410R=6.4106 6m m，引力常量，引力常量G=6.6710G=6.6710-11-11NmNm2 2/kg/kg2 2，试，试估算地球的质量。估算地球的质量。解：解：不考虑地球自转的影响，不考虑地球自转的影响，代入数据计算得：代入数据计算得：用万有引力定律可算出地球的质量，能否用它用万有引力定律可算出地球的质量，能否用它算出太阳的质量呢算出太阳的质量呢?二、计算天体的质量二、计算天体的质量 rMF【知识总结】【知识总结】搞清谁是中心天体搞清谁是中心天体搞清谁是环绕天体搞清谁是环绕天体研究对象是哪个天体？研究对象是哪个天体？太阳太阳地球地球地球地球求的是哪个天体的质量求的是哪个天体的质量？中心天体中心天体例例2.2.把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为轨道半径约为1.5101.51011 11 m m，已知引力常量，已知引力常量G=6.6710G=6.67101111 Nm Nm2 2/kg/kg2 2，则可估算出太阳的，则可估算出太阳的质量约为质量约为 kgkg。解：解：地球绕太阳运转的周期地球绕太阳运转的周期:T=365246060s=3.1510T=365246060s=3.15107 7s s地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，1.1.物体在天体表面时受到的物体在天体表面时受到的重力等于万重力等于万有引力有引力g-g-天体表面的重力加速度天体表面的重力加速度R-R-天体的半径天体的半径【方法总结方法总结】计算天体质量的两条基本思路计算天体质量的两条基本思路2.2.行星（或卫星）做匀速圆周运动时行星（或卫星）做匀速圆周运动时万有引力万有引力提供提供所需的所需的向心力向心力只能只能求出中心天体的质量求出中心天体的质量！当当r=Rr=R时时【计算天体的密度】【计算天体的密度】例例3.3.一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员进行预定的入靠近该行星表面的圆形轨道，宇航员进行预定的考察工作，宇航员能不能仅用一只表通过测定时间考察工作，宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度？说明理由及推导过程。来测定该行星的密度？说明理由及推导过程。海王星的轨道由英国剑桥海王星的轨道由英国剑桥大学的学生亚当斯和法国大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。各自独立计算出来。18461846年年9 9月月2323日晚，由德国的日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星附近发现了这颗行星,人人们称其为们称其为“笔尖下发现的笔尖下发现的行星行星”。海王星海王星三、预测未知天体三、预测未知天体海王星的发现海王星的发现海王星的发现海王星的发现海王星海王星平平均均温温度度：-193C至至-153C 海王星地貌海王星地貌冥王星与其卫星冥王星与其卫星 19301930年年3 3月月1414日，汤博发现了这颗日，汤博发现了这颗行行星星冥王星。冥王星。冥王星冥王星 课堂小结1.1.飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量的密度，只需要测量()()A.A.飞船的轨道半径飞船的轨道半径 B.B.飞船的质量飞船的质量C.C.飞船的运行周期飞船的运行周期 D.D.行星的质量行星的质量ACAC课堂训练课堂训练2.2.若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r,r,周期为周期为T,T,引力常数为引力常数为G,G,则可求得（则可求得（）A.A.该行星的质量该行星的质量B.B.太阳的质量太阳的质量C.C.该行星的平均密度该行星的平均密度D.D.太阳的平均密度太阳的平均密度B B3.(20143.(2014新课标全国卷新课标全国卷)假设地球可视为质量均假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为大小为g g0 0;在赤道的大小为在赤道的大小为g;g;地球自转的周期为地球自转的周期为T,T,引力常量为引力常量为G G。地球的密度为。地球的密度为()A A B B C.C.D D B B【作业布置】全品练习册全品练习册6.4节节
