高中物理人教版必修二第六章 万有引力理论的成就课件

1、内容： 自然界中任何两个物体都相互吸 引，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。 2 21 r mmGF 2、公式：    r：质点(球心)间的距离 引力常量：G=6.67×10－11 N·m2/kg2 3、条件: 质点或均质球体 4、理解:普遍性、相互性、宏观性 m2m1 F F r 卡文迪许 被称为能称出地球质量的人 地球的质量怎样称量? “称量地球的质量” “称量地球的质量” 当时已知： 地球的半径R 地球表面重力加速度g 卡文迪许已测出的引力常量G 卡文迪许是如何 “称量地球的质量”的呢? 能否通过万有引力定律来“称 量”? “称量地球的质量” 2R MmGmg  G gRM 2  地球的质量到底有多大? 已知:地球表面g=9.8m/s2， 地球半径R=6400km， 引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2。 请你根据这些数据计算地球的质量。 2R MmGmg  G gRM 2  “称量地球的质量” M=6.0×1024kg “称量地球的质量” 怎样理解这句话呢？ 自然界中万物是有规律可循的，我们 要敢于探索，大胆猜想，一旦发现一 个规律，我们将有意想不到的收获。 2R MmGmg  G gRM 2  1、物体在天体表面时受到的 重力等于万有引力 2GM gR黄 代换： ＝金 g---------天体表面的重力加速度 R--------天体的半径 一、计算天体质量的两条基本思路 2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的 向心力由万有引力提供 一、计算天体质量的两条基本思路 2 2 2 2 2( )Mm vG ma m mr mrr r T    向 3 2rM G  2 3 2 4 rM GT 2v rM G  只能求出中心天体的质量！！！ 测出某行星的公转周期T、轨道半径r 能不能由此求出太阳的质量M？ 分析： 1.将行星的运动看成是匀速圆周运动. 2.万有引力提供向心力 F引=Fn. rTmr MmG 2 2 2       只能求出中心天体的质量！！！ 不能求出转动天体的质量！！！ M=2.0×1030kg 思考：不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期T 都是不同的但是由不同行星的r、T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？ 2 3 2 4 rM GT  F引=Fn 2 2 r vmr MmG  rmr MmG 2 2  已知: 地球半径： R = 6400×103m 月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s 月亮轨道半径: r ≈ 60R， 求： 地球的质量M？ F引=Fn rTmr MmG 2 2 2       2 324 GT rM  二、天体密度的计算 34 3v R 2gM G R 3 4 g RG   M V   3 2 3 3 G r RT   2 3 GT   当r≈R时 二、天体密度的计算 34 3v R 2 3 2 4 rM GT  M V   请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题： 问题1：笔尖下发现的行星是 哪一颗行星？ 问题2：人们用类似的方法又 发现了哪颗星？ 三、发现未知天体 背景： 1781年由英国物理学家威廉．赫歇尔发 现了天王星，但人们观测到的天王星的运行 轨迹与万有引力定律推测的结果有一些误 差…… 三、发现未知天体 三、发现未知天体 理论轨道 实际轨道 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．于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新 星的存在． 在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗新 星——冥王星． 三、发现未知天体 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，如此有力地树立起人 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…… ” 三、发现未知天体 两 条 基 本 思 路 1、重力等于万有引力 2R MmGmg  G gRM 2  2GM gR黄 代 换 ： ＝金 2、万有引力提供向心力 2 2 2 2 2( )Mm vG ma m mr mrr r T    向 2 3 2 4 rM G T  中心天体M 转动天体m 轨道半经r 天体半经R