人教版 (2019)必修 第二册3 万有引力理论的成就课文内容ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第二册3 万有引力理论的成就课文内容ppt课件，共18页。PPT课件主要包含了“橘子与柠檬”之争，知识回顾，黄金代换公式，成就一测量天体质量，请课后思考，成就三发现未知天体，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
16世纪初，航海家麦哲伦率船队环球航行，历时３年，终于成功，这足以证明地球为一个球体.
牛顿根据引力理论计算后断定，地球的赤道部分应该隆起，形状像个橘子．
笛卡尔根据旋涡假设作出的预言，地球应该是两极伸长的扁球体，像个柠檬．
“橘子与柠檬”之争持续了几十年，直到1735年，法国科学院派出两个测量队分赤道地区和高纬度地区测量后，基本证实了牛顿的预言，万有引力定律经受住了考验．
万有引力理论还有哪些伟大的成就呢？
1.万有引力定律的内容：
2.万有引力定律的表达式：
4.测定引力常量的实验：
3.引力常量的物理意义：
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M和m的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比.
探究一：如何在实验室测量地球质量
卡文迪许—第一个“称量”地球的人
卡文迪许的重要贡献之一是1789年完成了测量万有引力常数的扭称实验，进而算出了地球的质量.
如果你是卡文迪许，如何测量地球质量？
若不考虑地球自转，测量地球质量需要知道哪些物理量的大小？
若不考虑地球自转，物体重力约等于万有引力
结论：知道地球半径r、地球表面重力加速度g、引力常量G可计算地球质量
探究二：如何通过月亮测量地球质量
月亮绕地球的运动可近似看成匀速圆周运动，测量地球质量需要知道哪些物理量的大小？
月亮绕地球转，万有引力提供月球圆周运动的向心力
结论：知道月地距离r、月球公转周期T 、引力常量G可计算地球质量.
探究三：如何球测量太阳质量
行星绕太阳的运动可近似看成匀速圆周运动，测量太阳质量需要知道哪些物理量的大小？
万有引力提供行星圆周运动的向心力
知道行星与太阳之间的距离r、行星公转周期T 、引力常量G可计算太阳质量.
r为行星与太阳之间的距离
可利用上述方法和公式计算中心天体的质量！
探究一：实验室测量地球的质量
探究二：通过月亮测量地球质量
利用万有引力定律测量天体质量的两条思路：
2.环绕天体（或卫星）所需的向心力由中心天体对环绕天体（或卫星）的万有引力提供
1.不考虑自转时，地面（或某星球表面）的物体的重力近似等于万有引力
探究四：如何测量天体的密度
通过探究我们已经掌握了测量天体质量的方法，在此基础上要想知道天体的密度还需不需要知道其他物理量？
测出卫星周期 T 和卫星轨道半径 r 可算出中心天体质量，如何求出天体体积 V ？
若将天体看做是一个标准球体，则天体体积
R为天体半径、r为卫星轨道半径、T为卫星周期
成就二：测量天体的平均密度
方法：测出卫星周期T、卫星轨道半径r、天体的半径R，利用 计算天体密度
还有别的方法可以测量天体平均密度吗？
十八世纪，已知太阳系有7颗行星：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星.
天王星的运动轨道，总是与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.
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海王星的实际轨道.
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海王星.
海王星的发现和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，彻底消除了人们对万有引力定律的怀疑.显示了理论对于实验的巨大指导作用.
1930年2月18日，美国天文学家汤博就是通过“计算、预测、观察(照相)”的方法发现了冥王星.
美国宇航局提供的冥王星与它的卫星的画面
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…… ”
世界最大射电望远镜——“中国天眼”
中国载人航天飞船——神舟系列
练习1:下列四组数据中，可以计算出地球质量的是(引力常量G为已知值)：
A.已知地球半径R和地表重力加速度g
B.已知月球轨道半径r和月球周期T
C.已知月球质量m和月球周期T
D.已知同步卫星离地面高度h和地球自转周期T
练习2:某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径是6.8×103km，周期是5.6×103s，试从这些数据估算地球的质量.G=6.67×10-11N•m2/kg2.（结果保留1位有效数字）
解：根据万有引力提供向心力，对于卫星有：
代入数据r= 6.8×103km 、T= 5.6×103s 、G=6.67×10-11N•m2/kg2