7.3 万有引力理论的成就 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

人教版普通高中物理 必修二 7.3万有引力理论的成就 公元前2世纪，古希腊学者阿基米德发现杠杆原理时曾发出豪言壮语：“给我一个支点，我能撬动地球”！ 那么地球有多重？我们如何称量地球的质量？ 一、“称量”地球的质量 在初中，我们已经知道物体的质量可以用天平来测量。对于地球，我们怎样“称量”它的质量呢？ 已知地面的重力加速度g和地球半径R，引力常量 G 。请计算地球的质量M ？ 黄金代换 已知 g = 9.8m/s2，R =6.4×106m 引力常量G = 6.67×10-11 N·m2/kg2 试估算地球的质量 (保留一位有效数字) 6.0×1024 kg 8 3 一、“称量”地球的质量 1. 表面模型: 万有引力等于重力 mg = G (1). 求质量: (2). 求密度: 已知球的体积公式V = πR3 , 求地球的密度？ ρ = 12 4 思考：1. 能用“称量”地球质量的方法“称量”太阳吗？ 2. 怎样才能得到太阳的质量？ 设 M是太阳的质量 , m 是某个行星的质量。通过天文观测可以得出行星与太阳之间的距离r和行星的公转周期T , 已知引力常量G , 请计算太阳的质量？ 若太阳的半径为R , 求太阳的密度？ (1). 求质量: G = , M = (2). 求密度: ρ = 20 5 概念辨析： (1)中心天体与环绕天体 ： 用万有引力提供向心力只能求解中心天体质量 , 不能求环绕天体(行星或卫星)的质量． (2)球半径R、轨道半径r、高度h ： 1. R 指中心天体的半径 r 指环绕天体(行星或卫星)的轨道半径 h为环绕天体(行星或卫星)离中心天体表面的高度  2. 关系：r＝R＋h 中心天体M 环绕天体m 26 6 [例1] 利用引力常量G和下列有关数据，不能计算出地球质量的是( ) A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转) B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 D 系统集成 第69页 27 8 三、发现未知天体 在1781年发现的第七个行星—天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星,这就是后来发现的第八大行星—海王星. 海王星的实际轨道由英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶根据天王星的观测资料各自独立地利用万有引力定律计算出来的. 亚当斯和勒维耶 海王星 冥王星 1846年9月23日晚,由德国的伽勒在柏林天文台用望远镜在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星. 1930年，汤博发现了太阳系的后来曾被称为第九大行星的冥王星. 海王星、冥王星的发现最终确立了万有引力定律的地位，也成为科学史上的美谈。 柏林天文台 四、预测哈雷彗星的回归 课堂小结 两 条 基 本 思 路 1. 表面模型: 万有引力等于重力 2. 环绕模型: 万有引力提供向心力 M = ρ = mg = G M = 黄金代换：GM = gR2 ρ = G =Fn=man= Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $