《第六章 万有引力与航天》第4节 万有引力理论的成就.ppt

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1、万有引力理论的成就学习目标：学习目标：学习目标：学习目标：1.了解重力等于万有引力的条件。了解重力等于万有引力的条件。2.会用万有引力定律求中心天体的质量。会用万有引力定律求中心天体的质量。3.会求解天体的密度。会求解天体的密度。4.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。了解万有引力定律在天文学上的重要应用。第4节重点重点1.掌握求解天体质量的一般方法。2.掌握求解天体密度的方法。难点难点1.求解天体质量和密度的方法。2.应用万有引力定律求解天体问题的一般方法。重点难点重点难点提出问题提出问题1.1.为为什么把卡文迪什么把卡文迪许许称称为为“能能够够称出地球重量的人称出地球重量的人”？一、一、

2、“科学真是迷人科学真是迷人”提出问题提出问题一、一、“科学真是迷人科学真是迷人”1.行行星星绕绕太太阳阳做做什什么么运运动动？而而通通常常可可以以认认为为行行星星做做什什么运么运动动？结结论论:沿椭圆轨道运动，在通常情况下可以近似为圆形轨道，即认为行星在做匀速圆周运动。提出问题提出问题二、二、计计算天体的算天体的质质量量2.行行星星绕绕太太阳阳做做圆圆周周运运动动的的向向心心力力是是由由什什么么力力提提供供的的？结论：结论：太阳对行星的万有引力提供向心力。3.描述匀速描述匀速圆圆周运周运动动的物理量有哪些？的物理量有哪些？结论：结论：线速度v、角速度、周期T三个物理量。4.应应用用万万有有引引

3、力力定定律律求求解解太太阳阳质质量量的的基基本本思思路路是是什什么么?结结论论：根据行星与太阳间的万有引力提供行星做圆周运动的向心力，进而根据牛顿第二定律及圆周运动的规律列方程求解。提出问题提出问题二、二、计计算天体的算天体的质质量量5.若若已已知知某某行行星星的的质质量量为为m，轨轨道道半半径径为为r，公公转转周周期期为为T，引引力力常常量量为为G，请请用用以以上上物物理理量量表表示示太太阳阳的的质质量。量。提出问题提出问题二、二、计计算天体的算天体的质质量量6.由由行行星星的的运运动动情情况况求求解解太太阳阳质质量量的的方方法法能能否否推推广广为为求解天体求解天体质质量的一般方法量的一般方

4、法?结结论论：可以。可根据绕中心天体运行的天体的运动情况求解中心天体的质量，如：根据行星的运动求恒星的质量；或根据卫星的运动求解行星的质量等。提出问题提出问题二、二、计计算天体的算天体的质质量量提出问题提出问题二、二、计计算天体的算天体的质质量量提出问题提出问题二、二、计计算天体的算天体的质质量量提出问题提出问题二、二、计计算天体的算天体的质质量量典型典型例题例题典型典型例题例题例例2 2 1969年年7月月21日日，美美国国宇宇航航员员阿阿姆姆斯斯特特朗朗在在月月球球上上烙烙下下了了人人类类第第一一只只脚脚印印，迈迈出出了了人人类类征征服服宇宇宙宙的的一一大大步步。在在月月球球上上，如如果果

5、阿阿姆姆斯斯特特朗朗和和同同伴伴奥奥尔尔德德林林用用弹弹簧簧秤秤测测出出质质量量为为m的的仪仪器器的的重重力力为为F;而而另另一一位位宇宇航航员员科科林林斯斯驾驾驶驶指指令令舱舱，在在月月球球表表面面附附近近飞飞行行一一周周，记记下下时时间间为为T，试试回回答答：只只利利用用这这些些数数据据，能能否否估估算算出出月月球球的的质质量量?为为什什么么?典型典型例题例题例例3 3 若若已已知知某某行行星星绕绕太太阳阳公公转转的的半半径径为为r，公公转转周周期期为为T，引力常量，引力常量为为G，太阳的半径，太阳的半径为为R，由此可求（，由此可求（）A.某行星某行星质质量量 B.太阳的太阳的质质量量 C

6、.某行星的密度某行星的密度 D.太阳的密度太阳的密度三、三、发现发现未知天体未知天体提出问题提出问题1 1.海王星海王星为为什么被称什么被称为为“笔尖上笔尖上发现发现的行星的行星”？结结论论:勒维耶和亚当斯根据天王星的运行轨迹，预言在天王星的附近，还有一颗新的行星。1846年9月23日晚,德国的天文学家伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星。典型典型例题例题巩固练习巩固练习1.1.已已知知引引力力常常量量G和和下下列列各各组组数数据据，能能计计算算出出地地球球质质量量的的是是（BCD ）A.地球地球绕绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离太阳运行的周期及地球离太阳的距离B.月球月球绕绕地球运行的

7、周期及月球离地球的距离地球运行的周期及月球离地球的距离C.人造地球人造地球卫卫星在地面附近星在地面附近绕绕行的速度及运行的周期行的速度及运行的周期D.若不考若不考虑虑地球自地球自转转，已知地球的半径及重力加速度，已知地球的半径及重力加速度巩固练习巩固练习巩固练习巩固练习3.3.一一飞飞船船在在某某行行星星表表面面附附近近沿沿圆圆轨轨道道绕绕该该行行星星飞飞行行，若若认认为为行行星星是是密密度度均均匀匀的的球球体体，那那么么要要确确定定该该行行星星的的密密度度，只需要只需要测测量（量（C ）A.飞飞船的船的轨轨道半径道半径B.飞飞船的运行速度船的运行速度C.飞飞船的运行周期船的运行周期D.行星的行星的质质量量布置作业布置作业 1、教材教材“问题问题与与练习练习”第第2、3题题 2、完成完成 课时学案课时学案 中交流讨论的内容中交流讨论的内容