人教版 (2019)3 万有引力理论的成就教课课件ppt

这是一份人教版 (2019)3 万有引力理论的成就教课课件ppt，共43页。PPT课件主要包含了教学目标，地球的质量怎样称量，思维拓展，“称量”太阳的质量，中心天体M，环绕天体m，轨道半径r，发现未知天体等内容，欢迎下载使用。

1.理解“计算天体质量”的基本思路.2.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.3.了解万有引力定律在天文学上的重要应用.
卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的质量”.
一、“称量”地球的质量
G：是引力常量，其值为6.67×10-11N·m2/kg2
地面上的物体,若考虑地球自转的影响
因此不考虑地球自转的影响，重力等于万有引力
计算物体的重力和向心力，并比较大小？
探究1：怎样“称量”地球的质量?
若不考虑地球自转的影响，地面上物体所受重力等于万有引力，则有：
为什么卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的质量” ？
“科学真是迷人” —马克·吐温
1.用这个方法能计算其他星球的质量吗？
2.得需要知道哪些物理量？
总结：不考虑星球自转的影响，星球表面上物体所受重力等于万有引力
根据前面的探究，总结计算某星球质量的基本思路：
二、“称量”太阳的质量
探究2：应用万有引力定律怎样“称量”太阳的质量?
“称量”太阳的质量？已知：地球绕太阳的轨道半径r
分析：1.将地球绕太阳的运动看成匀速圆周运动2.万有引力提供向心力 F引=Fn
思考：1.已知其他行星绕太阳T和r，能计算太阳M吗?2.不同的行星绕太阳T和r都不同，算出的太阳质量一样吗？
思考3：这个方法能求出环绕天体的质量m么？
只能求出中心天体的质量M！
思考4：已知某行星绕太阳的线速度v（角速度 ）和轨道半径r，计算太阳的质量？
发射一颗卫星绕月球匀速圆周运动，测T和r
思考5：要想测量月球M，用这个方法可以吗？
思考6：已知天体的质量和半径，如何得到天体的平均密度？
根据前面的探究，归纳计算天体质量的基本思路：
总结：行星（卫星）绕中心天体匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，可测中心天体M（已知R时还可以求密度）
建立物理模型 明确几个物理量
阅读课文，回答问题：　（1）用万有引力定律发现了哪些行星？　（2）人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的？
背景： 1781年由英国物理学家威廉．赫歇尔偶然发现了天王星，但人们观测到的天王星的实际运行轨道与万有引力定律推测的理论轨道有一些误差……
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” 。
海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算不一致．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．
可见万有引力理论在天文学上的应用是多么的重要； 所以我们要向牛顿、卡文迪许等科学家们致以崇高的敬意！
总结：天体运动的分析与计算
1.基本思路：一般行星或卫星的运动可看作匀速圆周运动，所需向心力由中心天体对它的万有引力提供.2.常用关系：
3.四个重要结论：设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动.
一、天体质量和密度的计算
例1　地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可估算地球的平均密度为(　　)
例2　假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星.若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1，已知万有引力常量为G.(1)则该天体的密度是多少？
(2)若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体的密度又是多少？解析　卫星距天体表面距离为h时，忽略自转有
二、天体运动的分析与计算
例3　地球的两颗人造卫星质量之比m1∶m2＝1∶2，轨道半径之比r1∶r2＝1∶2.求：(1)线速度大小之比；解析　设地球的质量为M，两颗人造卫星的线速度分别为v1、v2，角速度分别为ω1、ω2，运行周期分别为T1、T2，向心力分别为F1、F2.
(4)向心力大小之比.
故二者向心力之比为2∶1.
例4　质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动.已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的(　　)
1.(天体质量的计算)已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有(　　)A.月球的质量 B.地球的质量C.地球的半径 D.地球的密度
2.(天体密度的计算)一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要(　　)A.测定飞船的运行周期 B.测定飞船的环绕半径C.测定行星的体积 D.测定飞船的运行速度解析　取飞船为研究对象，
3.(天体运动分析)把太阳系各行星的运动近似看成匀速圆周运动，则离太阳越远的行星(　　)A.周期越小 B.线速度越小C.角速度越小 D.加速度越小解析　行星绕太阳做匀速圆周运动，所需的向心力由太阳对行星的引力提供，
可知r越大，线速度越小，B正确.
可知r越大，角速度越小，C正确.
ω越小，周期T越大，A错.
可知r越大，a越小，D正确.答案　BCD
4.(天体运动的分析与计算)据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为200 km和100 km，运行速度分别为v1和v2，那么，v1和v2的比值为(月球半径取1 700 km)(　　)
故选项C正确.答案　C