第三节 万有引力定律的应用（教学课件）物理粤教版必修第二册

第三节 万有引力定律的应用 粤教版（2019）高中物理必修第二册 第三章 万有引力定律 @HY 1.内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的方向在它们的连线上.引力的大小与它们的质量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比. 预测地球形状 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 预测未知天体 万有引力定律 2.表达式： 预测地球形状 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 牛顿通过万有引力定律进行了理论计算， 预测了 地球的形状是一个赤道部分隆起， 两极扁平的椭球体（图1） . 法国科学家认为地球是一个两极 伸长的椭球体（图2）. 图1 图2 到底哪一种是正确的呢？ 预测未知天体 预测地球形状 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 科学家们通过实地测量的方式最终证实了牛顿的预测是准确的. 2012年12月底，NASA（美国航空航天局）公布了一张地球的素颜照，引起网友热议。地球长满了"青春痘"，样子有点变形，甚至有些丑。总体呈一个赤道部分隆起，两极略扁的椭球体 预测未知天体 预测地球形状 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 由于地球自转及其呈椭球状，导致了一个有趣的现象. 一艘满载5千吨青鱼的荷兰渔船， 经半个多月的航行，从鹿特丹来到非洲赤道附近的一个城市。在货物过磅时，竟发现有19吨青鱼不翼而飞。这条船在航行中从未靠过岸，而且包装和件数都原封不动，显然不是失窃所为。“难道鱼儿游回了大海？”船长百思不得其解。原来，这也是地球开的玩笑。 预测未知天体 预测地球形状 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 结合万有引力定律和圆周运动的知识,解释该现象 假设地球是一个半径为R且密度均匀的球体，质量为M，在纬度θ处相对于地球静止地悬挂着一个质量为m的物体（如图所示）。 它受到地球的引力大小为 该引力的作用效果： ①在竖直方向上与物体受到的拉力平衡； ②提供物体随地球一起自转的向心力 根据力的作用效果可将引力分解为和. 重力mg是万有引力的分力. 预测未知天体 预测地球形状 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 结合万有引力定律和圆周运动的知识,解释该现象 根据力的作用效果可将引力分解为和. 分力： 分力： 为向心力 当物体从两极移向赤道时, 纬度θ减小 g 重力加速度随着纬度增大而增大，减小而减小 预测未知天体 预测地球形状 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 预测未知天体 O F引 G · 物体的重力随纬度增大而增大。只有在两极处重力等于万有引力，其他位置重力小于万有引力 Fn F引 G 由于地球自转角速度很小，自转所需的向心力很小，一般情况下认为重力近似等于万有引力， ，g为地球表面的重力加速度。 预测地球形状 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 在地球表面，随着高度的增加，重力加速度随之减小，这是为什么？结合万有引力定律分析，并作出解释 R h F引 预测未知天体 由于： 所以： 可见，重力加速度g 随高度的增大而减小 预测地球形状 预测未知天体 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。1846年9月23日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星”。 预测地球形状 预测未知天体 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 笔尖下发现的行星——海王星 海王星的发现过程显示了理论对于实践的巨大指导作用，确立了万有引力的地位，所用的“计算、 预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体。 预测地球形状 预测未知天体 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 物体在天体表面时受到的重力等于万有引力 g:天体表面的重力加速度 R:天体的半径 计算天体质量的两条基本思路———“表面”法 预测地球形状 预测未知天体 复习回顾 估算天体质量 重力与万有引力 行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力 提供向心力,有 只能求出中心天体的质量！！！ 得， 或 或 计算天体质量的两条基本思路———“环绕”法 1．根据引力常数G和下列各组数据，能计算出地球质量的是(　 ) A．地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B．月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离 C.人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期 D.若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度 BCD 课堂练习 2.若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量G则由此可求出 （ ） A. 某行星的质量 B. 太阳的质量 C. 某行星的密度 D. 太阳的密度 B