万有引力理论的成就(正式讲课用)课件教学提纲.ppt

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1、第一页，共25页。1、内容、内容(nirng)：自然界中任何两个物体都相互吸引，自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线引力的方向在它们的连线(lin xin)上，上，引力的大小与物体的质量引力的大小与物体的质量m1和和m2的的乘积成正比，与它们之间距离乘积成正比，与它们之间距离r的二次方的二次方成反比。成反比。2、公式：、公式：第二页，共25页。阿基米德在研究杠杆原理后，曾经阿基米德在研究杠杆原理后，曾经(cngjng)(cngjng)说过一句名言：说过一句名言：“给我一个支点(zhdin)，我可以撬动地球。”答案答案(d n)(d n)是是:否定的否定的.那给我们一个杠杆(天

2、平)是否就可以称量地球的质量呢？第三页，共25页。“称量称量(chn lin)地球的质量地球的质量”卡文迪许我能称量我能称量(chn(chn lin)lin)地球质量地球质量!第四页，共25页。“称量称量(chn lin)地球的质量地球的质量”当时已知：地球的半径当时已知：地球的半径(bnjng)R,地球表面重力加速度地球表面重力加速度g,卡文迪许已测出的引力常量卡文迪许已测出的引力常量G.第五页，共25页。在不考虑地球自转的影响，物体在地球表面在不考虑地球自转的影响，物体在地球表面时受到的时受到的 重力重力(zhngl)等于万有引力等于万有引力g-地球表面的重力地球表面的重力(zhngl)加

3、速度加速度R-地球地球(dqi)的半径的半径mg=R2MmG第六页，共25页。已知已知:地球表面地球表面g=9.8m/s2，地球半径地球半径R=6.4106m，引力常量引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2。请你根据这些数据计算地球的质量。请你根据这些数据计算地球的质量。（结果保留（结果保留(boli)两位有效数字）两位有效数字）地球的质量地球的质量(zhling)到底有多大到底有多大?M=6.01024kg第七页，共25页。【合作【合作(hzu)探究】探究】假如你被送到月球上，且已经知道月球半径假如你被送到月球上，且已经知道月球半径(bnjng)和和引力常量，给你一只弹簧秤和一个已知质

4、量的引力常量，给你一只弹簧秤和一个已知质量的砝码，你能否测出月球的质量？怎样测定？砝码，你能否测出月球的质量？怎样测定？方案方案(fng n)：1 1、先测出砝码在月球表面所受的重力、先测出砝码在月球表面所受的重力3、代入公式、代入公式2 2、再算出月球表面的重力加速度、再算出月球表面的重力加速度g g即可求得即可求得第八页，共25页。科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么(n me)多的收获！马克吐温第九页，共25页。计算计算(j sun)(j sun)太阳的质量太阳的质量问题探究：测出某行星问题探究：测出某行星(xngxng)的公转周的公转周期期T、轨道、轨道1.将行星的

5、运动(yndng)看成是匀速圆周运动(yndng).2.万有引力提供向心力 F引=Fn只能只能求出中心天体的质量！求出中心天体的质量！不能不能求出环绕天体的质量！求出环绕天体的质量！思考思考：不同行星与太阳的距离不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期和绕太阳公转的周期T都是不同的但是由不同行星的都是不同的但是由不同行星的r、T计算出来的太阳质计算出来的太阳质量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？半径,能不能由此求出太阳的质量M分析：第十页，共25页。卫卫星星(wixng)绕绕地地球球做做圆圆周周运运动动第十一页，共25页。“称量称量”地球质量

6、地球质量(zhling)(zhling)的第二种方法的第二种方法已知:地球半径：R，月球(yuqi)周期：T 月球(yuqi)距地面的高度为h。（月球(yuqi)可视为质点）试写出地球质量M的表达式。Mh第十二页，共25页。计算天体计算天体(tint)密度密度MVr=在天体质量在天体质量(zhling)M(zhling)M求出的求出的情况下情况下只需再知道天体自身只需再知道天体自身(zshn)半径半径R，就可求出天体的体积：就可求出天体的体积：最后代入密度公式：最后代入密度公式：第十三页，共25页。万有引力(wn yu ynl)理论的巨大成就预见并发现未知行星预见并发现未知行星,更是万有引力理

7、论更是万有引力理论(lln)威力和价值的最生动例证。威力和价值的最生动例证。把把“天上的物理天上的物理”与与“地上的物理地上的物理”完美完美(wnmi)的统一起来。的统一起来。天上人间服从共天上人间服从共同的科学法则同的科学法则第十四页，共25页。发现发现(fxin)未知天体未知天体 在在1781年发现的第七个行星年发现的第七个行星天王星的天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星在其轨道外还有一颗未发现的新星,后来后来英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的英

8、国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料各天文学家勒维耶根据天王星的观测资料各自独立自独立(dl)地利用万有引力定律计算出地利用万有引力定律计算出来了它的实际轨道来了它的实际轨道.海王星第十五页，共25页。18461846年年9 9月月2323日晚日晚,由由德国的伽勒在柏林天德国的伽勒在柏林天文台用望远镜在预言文台用望远镜在预言(yyn)(yyn)的位置附近发的位置附近发现了这颗行星现了这颗行星海海王星，与预计的轨道王星，与预计的轨道只差只差1 1度！度！海王星就这样被称其海王星就这样被称其为为“笔尖下发现的行笔尖下发现的行星星”。柏林柏林(bi ln)天文台天文台

9、第十六页，共25页。海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致(yzh)。于是几位学者用亚当斯和勒维耶的方法预言另一颗新行星的存在 在预言提出之后，1930年，汤姆波夫发现了冥王星冥王星和它的卫星冥王星和它的卫星(wixng)美国宇航局（NASA）提供(tgng)的冥王星与它的卫星的画面 第十七页，共25页。海王星和冥王星的发现以及英国天文学家哈雷根据万有引力(wn yu ynl)定律计算出了哈雷彗星的轨道并正确预言了它的回归,最终确立了万有引力(wn yu ynl)定律的地位，同时也成为科学史上的美谈。第十八页，共25页。泰安一中学生发现SOHO彗星的孙霈源,最近再次发现了2颗新彗

10、星,加上以前发现的4颗以及去年暑假发现的1颗,他已累计(li j)发现了7颗彗星,目前发现总数位列世界第39位。别说别说(bi shu)梦想梦想遥不可及遥不可及第十九页，共25页。钓鱼星伟大伟大(wid)的畅想的畅想时间：时间：1010年后年后地点：酒泉卫星发射中心地点：酒泉卫星发射中心事件：神舟事件：神舟2020号载人航天飞船执行探索钓鱼号载人航天飞船执行探索钓鱼(dio y)(dio y)星的任务星的任务第二十页，共25页。任务任务(rn wu)(rn wu)一：神舟一：神舟2020号飞船在钓鱼星的高号飞船在钓鱼星的高空轨道做匀速圆周运动空轨道做匀速圆周运动第二十一页，共25页。任务二：神舟任务二：神舟2020号飞船成功号飞船成功(chnggng)(chnggng)降落在钓鱼星上，出舱进行考察降落在钓鱼星上，出舱进行考察第二十二页，共25页。同学们，记住我们同学们，记住我们(w men)的约定，的约定，为了美好的明天，为了美好的明天，起飞吧！起飞吧！第二十三页，共25页。作业作业(zuy)P43:1、3第二十四页，共25页。第二十五页，共25页。