榆林市第二中学高一物理万有引力定律在天文学上的应用 新课标 人教 0.ppt
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1、2021/8/8 星期日1万有引力定律的内容和公式万有引力定律的内容和公式 宇宙间的一切物体都是互相吸引的宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间两个物体间的引力的大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它的引力的大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比们的距离的平方成反比.公式：公式：F=Gm1m2/r2,其中其中G叫引力常量叫引力常量.适用条件：适用条件：公式公式适用于适用于质点间质点间的相互作用的相互作用.当两个物体间的距离远远当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时大于物体本身的大小时.物体可视为质点物体可视为质点.均匀的球体均匀的球体也可以视也可以视为质点，为质点，r是
2、两球心间的距离是两球心间的距离.想一想：想一想：2021/8/8 星期日21、卡文迪许实验测万有引力常量的原理？2、万有引力常量的测出的物理意义。答：利用引力矩与金属丝的扭转力矩的平衡来求得。答：1、使万有引力定律理论用实验的方法得以证明2、使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等。想一想：2021/8/8 星期日3四四 万有引力定律在天文学上的应用万有引力定律在天文学上的应用天体质量的计算天体质量的计算求某星体表面求某星体表面的重力加速度的重力加速度发现末知天体发现末知天体分分析析举举例例分分析析思路思路思路思路依据依据2021/8/8 星期日4 天体运动的展现天体运动的展现202
3、1/8/8 星期日5圆周运动知识的回顾圆周运动知识的回顾1描述圆周运动的物理量。描述圆周运动的物理量。2.问向心加速度与上述各物理量之间的关系如何？问向心加速度与上述各物理量之间的关系如何？3如果物体做圆周运动需要什么力。如果物体做圆周运动需要什么力。4问哪些力可以提供向心力？问哪些力可以提供向心力？答：线速度、角速度、向心加速度、周期、频率等。答：线速度、角速度、向心加速度、周期、频率等。答：向心力答：向心力 答：重力、弹力、摩擦力，或它们的合力。答：重力、弹力、摩擦力，或它们的合力。想一想：想一想：2021/8/8 星期日6天体运动的向心力天体运动的向心力 比一比：比一比：2021/8/8
4、 星期日7 利用万有引力定律和圆周运动的知识，推导天体的质量利用万有引力定律和圆周运动的知识，推导天体的质量整理得整理得：整理得整理得：整理得整理得：整理得整理得：你一定行：你一定行：2021/8/8 星期日8诠释以上表达式中各量的物理意义诠释以上表达式中各量的物理意义(1)式中式中M、的物理意义是什么？、的物理意义是什么？(2)、描述的是中心天体还是环绕、描述的是中心天体还是环绕天体的物理量？天体的物理量？(3)利用上述关系式求得的是中心天体的质量利用上述关系式求得的是中心天体的质量还是环绕天体的质量？还是环绕天体的质量？答：答：M是中心天体的质量，是环绕天体的质量。是中心天体的质量，是环绕
5、天体的质量。答：环绕天体。答：环绕天体。答：中心天体的质量。答：中心天体的质量。2021/8/8 星期日9分分析析：设设太太阳阳质质量量为为M M，行行星星质质量量为为m m，由由万万有有引引力力提提供供行星公转的向心力得：行星公转的向心力得：例如：已知某一行星到太阳的距离为例如：已知某一行星到太阳的距离为r r，公，公转周期为转周期为T T，太阳质量为多少？，太阳质量为多少？2021/8/8 星期日10 应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是：应用万有引力定律计算天体质量的基本思路是：根据行星根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心力，而（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星
6、）的向心力，而 。根据这个关系列方程即可。根据这个关系列方程即可。练习：已知月球到地球的球心距离为练习：已知月球到地球的球心距离为r=4108m,月亮绕地球运行的周月亮绕地球运行的周期为期为30天，求地球的质量。天，求地球的质量。解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力 即有：即有：得：得：2021/8/8 星期日11 地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：物体随地球的自转所需的向心力，是由地球对物体引力的物体随地球的自转所需的向心力，是由地球对物体引力的一个分力提供的，引力的另一个分力才是通
7、常所说的物体一个分力提供的，引力的另一个分力才是通常所说的物体受到的重力受到的重力 FFnmg地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：地球上物体的重力和地球对物体的万有引力的关系：2021/8/8 星期日12 例例：一一个个半半径径比比地地球球大大2 2倍倍，质质量量是是地地球球的的3636倍倍的的行行星星，它它表表面面的的重重力力加加速速度度是是地地球球表表面面的的重重力力加加速速度的（度的（）A A6 6倍倍B B1818倍倍C C4 4倍倍D D13.513.5倍倍分析：在星体表面处，分析：在星体表面处，F F引引mg.mg.所以，在地球表面处：所以，在地球表面处：在某星球表面处：
8、在某星球表面处：C2021/8/8 星期日13 求求某某星星球球表表面面的的重重力力加加速速度度的的思思路路：一一般般采采用用某某物物体在星体表面受到的重力近似等于其万有引力体在星体表面受到的重力近似等于其万有引力.一般采用比例计算法。一般采用比例计算法。练练习习：金金星星的的半半径径是是地地球球的的0.950.95倍倍，质质量量是是地地球球的的0.820.82倍倍，金星表面的重力加速度是多大？金星表面的重力加速度是多大？2021/8/8 星期日14万有引力定律的理论发现末知天体万有引力定律的理论发现末知天体1845年，英国剑桥学生亚当斯和法国勒维列根据天王星的观年，英国剑桥学生亚当斯和法国勒
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