高一物理万有引力理论的成就课件ppt.ppt

发现未知天体 海王星的发现和1705年英国天文学家哈雷根据万有引力定律正确预言了哈雷彗星的回归最终确立了万有引力定律的地位，也成为科学史上的美谈。 诺贝尔物理学奖获得者，物理学家冯·劳厄说： “没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国…… ” 小结 这节课我们主要掌握的知识点是： 1.万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路： (2) 环绕天体所需的向心力由中心天体对环绕天体的万有引力提供 (1) 地面（或某星球表面）的物体的重力近似等于万有引力 2.了解了万有引力定律在天文学中具有的重要意义. §6.4万有引力理论的成就 滦南县扒齿港中学 杨淑梅 [目标定位]　 1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。 2.理解“计算天体质量”的基本思路。 3.掌握运用万有引力定律和圆周运动知识分析天 体运动问题的思路。 复习：万有引力定律 内容： 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上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比. 公式： F= G 式中： m1 和m2为两物体的质量 r为两物体间的距离 G引力常数为6.67×10-11 N· m2/kg2 重力、万有引力和向心力之间的关系 F G F向 F万 G F万 G F向 r 两极: F万=G 赤道: F万=G+F向 重力和向心力是万有引力的两个分力 （1）静止在地面上的物体，若考虑地球自转的影响 （2）静止在地面上的物体，若不考虑地球自转的影响 黄金代换式 （3）若物体是围绕地球运转，则有万有引力来提供向心力 G r 2 m M m a 亨利·卡文迪许 一、生平简介 　　卡文迪许(Henry Cavendish,1731.10.10.～1810.3.10.)英国化学家、物理学家。他的实验研究持续达50年之久。 二、主要科学贡献 推算地球质量和密度：卡文迪许测量地球的密度是从求牛顿的万有引力定律中的常数着手，再推算出地球密度。他的指导思想极其简单，用两个大铅球使它们接近两个小球。从悬挂小球的金属丝的扭转角度，测出这些球之间的相互引力。根据万有引力定律，可求出常数G。根据卡文迪许的多次实验，测算出地球的平均密度是水密度的5.481倍（现在的数值为5.517，误差为14%左右），并确定了万有引力常数,计算出了地球的质量。被誉为第一个称量地球的人。卡文迪许验证万有引力定律的实验采用自己设计的“扭秤”为工具，后人称为著名的“卡文迪许实验”。 问题思考与讨论 亨利·卡文迪许为什么被誉为第一个称量地球质量的人？为什么求引力常量的实验被称为称地球重量的实验？ 若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即 式中M是地球的质量；R是地球的半径，即物体到地心的距离。 由此解出 其中g、R在卡文迪许之前已经知道，而卡文迪许测出G后，就意味着我们也测出了地球的质量。卡文迪许把他自己的实验说成是“称量地球的重量”是不无道理的。 通过万有引力定律称量地球的质量，这不能不说是一个奇迹。 就连一个外行人、著名文学家马克·吐温满怀激情地说： “科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多收获！” 这话虽然出自一位外行人之口，却道出了科学发现的精髓。 如果不知道天体表面的重力加速度，而知道它的环绕物做圆周运动的相关量，能计算天体的质量吗 创设情境 大胆猜想 1、若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度V和轨道半径r 3、若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r 2、若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和线速度V 上面三式中，因为线速度与角速度实际操作中不能直接测量，周期可以，所以我们用得最多的公式将会是第三个公式 求地球质量M 解得 解得 计算天体的质量 地球绕太阳做匀速圆周运动，太阳的质量 需要条件：地球线速度v； 地球轨道半径r。 需要条件：地球角速度ω； 地球轨道半径r 需要条件：地球公转周期T； 地球轨道半径r 不同行星与太阳的距离 r 和绕太阳公转的周期 T 都是