最新--新课标-万有引力理论的成就 精品
新教材高中物理《万有引力理论的成就》PPT课件完美1
二、计算天体的质量
提出问题
3.若已知某行星的质量为m，轨道半径为r，公转周 期为T，引力常量为G，请用以上物理量表示太阳的 质量。
二、计算天体的质量
提出问题
4.由行星的运动情况求解太阳质量的方法能否推广为 求解天体质量的一般方法? 结论：可以。可根据绕中心天体运行的天体的运动情 况求解中心天体的质量，如：根据行星的运动求恒星 的质量；或根据卫星的运动求解行星的质量等。
记下时间为T，试回答：只利用这些数据，能否估算出月球的质量? 为什么?
三、发现未知天体
提出问题
1.海王星为什么被称为“笔尖上发现的行星”？
结论:勒维耶和亚当斯根据天王星的运行轨迹，预言在天王星的附近， 还有一颗新的行星。1846年9月23日晚,德国的天文学家伽勒在勒维耶 预言的位置附近发现了这颗行星。
巩固练习
1.已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的 是（ BCD ） 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的周期 D.若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度
巩固练习
巩固练习
3.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，若
二、计算天体的质量
提出问题
二、计算天体的质量
拓展结论
二、计算天体的质量
提出问题
典型 例题
典型 例2 1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上烙下了人类 例题 第一只脚印，迈出了人类征服宇宙的一大步。在月球上，如果阿
姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤测出质量为m的仪器的重力为F; 而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱，在月球表面附近飞行一周，
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新教材高中物理 7.3 万有引力理论的成就课件 新人教版必修2
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。
(1)由G =m 得v=
,r越大,天体的v越小。
Mm
v2
GM
r2
r
r
(2)由G Mm =mω2r得ω= GM ,r越大,天体的ω越小。
r2
r3
(3)由G Mm =m( 2 )2r得T=2π r3 ,r越大,天体的T
r2
T
GM
越大。
(4)由G Mm =man得an= GM ,r越大,天体的an越小。
【典例示范】 我国古代神话传说中:地上的“凡 人”过一年,天上的“神仙”过一天。如果把看到一次 日出就当作“一天”,某卫星的运行半径为月球绕地球 运行半径的 ,则该卫星上的宇航员24 h内在太空中 度过的(“天”) 1数约为(已知月球的运行周期为27天)
36
A.1
B.8
C.16
D.24
【解析】选B。根据天体运动的公式 得到8rr次1233 日TT出1222 ,,B解项得正卫确星。运行的5×1015 kg/m3 D.5×1018 kg/m3
【审题关键】
序号 ①
② ③
信息提取
该星体轨道上的物体做匀速圆周运动的周 期为 5.19 ms
球体体积公式V=
4 3
πR3
万有引力恰好提供向心力
【解析】选C。星体自转的最小周期发生在其赤道上的
A.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度 B.b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度 C.c加速可追上同一轨道上的b D.b减速可等候同一轨道上的c
【解析】选B。根据G Mm =m v2 ,解得v= GM ,则b、c 线速度大小相等,且小于r2 a的线r速度,故A错误r ,B正确;c 加速,万有引力不够提供向心力,做离心运动,离开原轨 道,所以不会与同轨道上的卫星相遇,故C错误;b减速, 万有引力大于所需向心力,卫星做近心运动,离开原轨 道,所以不会与同轨道上的卫星相遇,故D错误。
万有引力理论的成就-人教版新高中物理必修第二册课件-ppt精品课件
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•
5. 科 学 家 在对 黄 化 豌 豆 幼苗 切 段 的 实 验研 究 中 发 现 ，低 浓 度 的 生 长素 促 进 细 胞 的伸 长 ， 但 生 长素 浓 度 增 高 到一 定 值时 ， 就 会 促 进切 段 中 乙 烯 的合 成 ， 而 乙 烯含 量 的 增 高 ，
反过来又抑制 了 生长 素 促 进 切 段细 胞 伸 长 的 作用 。
•
1.某林场中繁 殖 力 极 强 老鼠 种 群 数 量 的增 长 会 受 密 度制 约
•
2.鱼塘中某种 鱼 的 养 殖 密度 不 同 时 ,单 位 水 体 该 鱼的 产 量 有 可 能相 同
•
3.物体的两个 分 运 动 是 直线 运 动 ， 则 它们 的 合 运 动 一定 是 直 线 运 动
•
4.若两个互成 角 度 的 分 运动 分 别 是 匀 速直 线 运 动 和 匀加 速 直 线 运 动， 则 合 运 动 一定 是 曲 线 运 动
M v2r G
M 2r3
G
M
4 2r3
GT 2
7.3万有引力理论的成就-人教版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共15 张PPT)
知识拓展
m
宇宙飞船m绕某星球表面近地
飞行，已知宇宙飞船绕星球飞
行一周的时间为T0，求该星球
的密度？
3r 3
GT 2 R3
MR
o
7.3万有引力理论的成就-人教版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共15 张PPT)
7.3万有引力理论的成就-人教版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共15 张PPT)
课前导入
阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什 么名言？
高一物理必修件万有引力理论的成就
宇宙演化的未来与万有引力的关系
宇宙的膨胀与收缩
01
万有引力与暗能量之间的竞争将决定宇宙未来的命运，是继续
膨胀还是最终收缩。
天体的演化与归宿
02
万有引力影响着恒星的演化过程以及最终归宿，如白矮星冷却
、中子星自转减慢等。
新物理理论的探索
03
对万有引力的深入研究将有助于揭示宇宙演化的奥秘，并推动
新物理理论的发展。
万有引力在现代物理学中的应用前景
宇宙学研究
天体物理学应用
万有引力理论是研究宇宙大尺度结构、星 系形成和演化等宇宙学问题的基础。
万有引力在天体物理学中应用于研究恒星 、行星、黑洞等天体的形成和演化过程。
引力波天文学
统一场论的研究
随着引力波探测技术的发展，万有引力在 引力波天文学中将发挥重要作用，有助于 揭示宇宙的奥秘。
高一物理必修件万有
引力理论的成就
汇报人：XX
20XX-01-23
• 引言 • 万有引力定律 • 万有引力与天体运动 • 万有引力与宇宙演化 • 万有引力与现代物理学的发展 • 万有引力理论的成就与意义
目录
01
引言
万有引力理论的提
牛顿的苹果故事
传说中牛顿因观察到苹果落地而引发 了对万有引力的思考，进而提出了万 有引力定律。
05
万有引力与现代物理学的发
展
现代物理学的发展概述
1 2
经典物理学的危机
19世纪末，经典物理学在解释黑体辐射、光电效 应等现象时遇到困难，引发了物理学危机。
量子力学的诞生
20世纪初，普朗克、爱因斯坦、玻尔等科学家提 出量子理论，奠定了量子力学基础。
3
相对论的提出
爱因斯坦在20世纪初提出狭义相对论和广义相对 论，对经典物理学进行了深刻改造。
《万有引力理论的成就》 学习任务单
《万有引力理论的成就》学习任务单一、学习目标1、理解万有引力定律在天文学中的应用，如计算天体的质量、密度等。
2、掌握利用万有引力定律求解天体运动问题的方法。
3、了解万有引力定律在现代科学技术中的重要意义。
二、学习重难点1、重点（1）利用万有引力定律计算天体的质量和密度。
（2）理解并运用“环绕法”求解中心天体的质量。
2、难点（1）不同情况下万有引力的计算与应用。
（2）综合运用天体运动的规律和万有引力定律解决实际问题。
三、学习方法1、理论学习：认真学习万有引力定律的公式和相关概念，理解其物理意义。
2、实例分析：通过对具体天体运动问题的分析，掌握运用万有引力定律解题的方法。
3、小组讨论：与同学交流讨论，分享对难题的思路和见解，加深对知识点的理解。
四、学习内容（一）回顾万有引力定律1、万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。
2、公式：＄F ＝G\frac{m_1m_2}｛r^2}＄，其中$G$为引力常量，＄G ＝ 667×10^｛－11} N·m^2/kg^2$。
（二）计算天体的质量1、“环绕法”假设某一行星绕中心天体做匀速圆周运动，轨道半径为$r$，周期为$T$。
根据万有引力提供向心力，有$G\frac{Mm}｛r^2} ＝m\frac{4\pi^2}｛T^2}r$，可得中心天体的质量$M ＝＼frac{4\pi^2r^3}｛GT^2}＄。
例 1：已知地球绕太阳公转的周期约为 365 天，日地平均距离约为15×10^11 m，试估算太阳的质量。
解：＄T ＝365×24×3600 s ≈ 315×10^7 s$，＄r ＝ 15×10^｛11} m$＄M ＝＼frac{4\pi^2r^3}｛GT^2} ＝＼frac{4×314^2×（15×10^｛11}）＾｛3}｝｛667×10^｛－11}×（315×10^7)＾｛2}｝kg ≈ 20×10^｛30} kg$2、已知天体的半径$R$和表面重力加速度$g$在天体表面，物体所受重力近似等于天体对物体的万有引力，即$mg ＝ G\frac{Mm}｛R^2}＄，可得天体的质量$M ＝＼frac{gR^2}｛G}＄例 2：某星球的表面重力加速度约为地球表面重力加速度的 6 倍，半径约为地球半径的 2 倍，试估算该星球的质量。
新教材《万有引力理论的成就》PPT完美课件人教版
（三）.基本思路
1.“天上”：万有引力提供向心力
一条龙：F
ma=G
Mm r2
＝m
v2 r
=mr
2
=mr
2
T
2
2.“人间”：万有引力近似等于重力
mg =GMm/R2
黄金代换：GM＝gR 2
例3.（多选）要计算地球的质量，除已知的一些常数外还需要知 道某些数据，下列给出的各组数据中，可以计算出地球质量的是 （ ABC ） A．已知地球半径R B．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和轨道半径r C．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T D．已知地球公转的周期T'及轨道半径r'
•
2.自然而然即为自由自在，是人生的 最高境 界，也 必然是 书法的 最高境 界。
•
3.历代书家正是在观察、体悟、回归 自然的 过程中 ，提炼 了书法 的点画 样式， 丰富了 书法的 生命意 象，升 华了书 法的审 美境界 ，终将 书法内 化为书 家的人 格修养 和心性 表达。
•
4.由于人的情绪、意志、身体状况等 方面因 素的影 响，有 时会使 测谎仪 发生误 判。为 了弥补 这些细 小的缺 陷，科 学家叉 开始了 新的探 索。
新教材《万有引力理论的成就》PPT完 美课件 人教版 1
G
G
M地m r2
m
v2 r
和
G
M地m r2
mr
2
T
2
，以上两式联立，消掉r，得
M
地
v3T
2G
，所以
选项C正确 。
若已知地球的公转周期和轨道半径，只能求出地球围绕的中心天体——太阳的质量，所以
选项D错误 。
万有引力理论的成就+教学设计 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册+
万有引力理论的成就一、教学目标1.物理观念①了解万有引力定律在天文学上的应用,会用万有引力定律计算天体的质量、密度。
2.科学思维①通过学习测量计算天体质量、密度的方法，来体验科学的迷人之处。
3.科学探究通过未知天体的发现，使学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的唯物主义的观点。
4.科学态度与责任①通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点。
②体会应用知识的乐趣,感受物理就在身边,激发学生学习的兴趣。
二、教学重难点教学重点：了解万有引力定律在天文学上的应用。
教学难点：会用万有引力定律计算天体的质量、密度。
三、教学分析高一学生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论；从初中的形象思维到高中的抽象思维；从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备，具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。
但其创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱；在学习过程中对知识点的把握还不是很准确，数学的推理能力较弱；但学生对感性材料的认知能力较强，接受新知识的能力也很强.四、教学过程活动1【导入】（一）.预习内容1.物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度以及周期的关系式。
2.万有引力定律的公式：__________。
3.画出两个图形：（1）地球，在图上标出地球的质量和地球的半径。
（2）日地系统，在图上标出太阳、地球的质量和太阳的半径，及日地距离。
4.如果一个球的半径为R，那么这个球的体积公式：________。
5通过预习，试写出本节课讲述了万有引力理论取得了哪几个方面的成就？同时并对自己在预习过程中没有解决的那部分进行标注（在括号中填写）（2）预习部分处理方法1.课件展示各小组的完成及得分情况，表扬做好的好的小组，鼓励得分较少的小组。
2.点评学生出错比较多的地方，找学生在电子白板上展示。
活动2【讲授】精讲点拨、合作探究1.科学真迷人----地球质量的测量在卡文迪许发现引力常量G之前，人们就知道了地球的半径R和地球表面的重力加速度g，试用G、R和g这三个物理量表示地球的质量M。
高中物理人教版必修课件-万有引力理论的成就-ppt精品课件
节
A. 地球半径R和地球表面的重力加速度g
决 定
成
B. 卫星绕地球运动的轨道半径r和周期T
败 ，
态
度
C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ω
决 定
一
切
D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T
Mm mg G R2
G M r2 m m a 向 m v r2m r2m r(2 T)2
制作人：王怀龙
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
制作人：王怀龙
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
高一物理备课组
1、重力等于万有引力
细
节
两
mg G Mm R2
M gR2 G
决 定 成 败
条 基
黄 金 代 换 ： G M ＝ gR 2
节 决
有 引 力 定
正比，与它们之间距离r的二次方成反比。
定 成
败
F G m m 2、公式：
12 2
m1 F
F m2
， 态
度
r
决
r 引力常量：G=6.67×10－11 N·m2/kg2
定 一 切
律
r：质点(球心)间的距离
3、条件: 质点或均质球体
4、理解:普遍性、相互性、宏观性、特殊性
制作人：王怀龙
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
计算太阳高的一物质理备量课组
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万有引力理论的成就教学设计
一、教学分析
1 课标要求:知道万有引力定律。
认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对
人类探索未知世界的作用。
2 学习对象分析
1) 学生的年龄特点和认知特点
高一的学生学习兴趣浓厚，他们的观察不只停留在一些表面现象，具有更深层次的
探究愿望。
在思维方式上由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡。
2)学习者在学习本课之前应具备的基本知识和技能
知道万有引力定律及其应用条件，圆周运动相关知识。
3、学习者在即将学习的内容前已经具备的水平。
学生知道知道万有引力定律，引导学生把万有引力定律应用在天文学上。
3 教学内容分析
本节教材先介绍通过万有引力计算地球质量，让学生体会万有引力的神奇。
再介绍天体质量的计算，最后介绍发现未知天体的应用。
体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
二、教学目标
1知识与技能目标
1）给出地球到太阳的距离能根据万有引力定律计算太阳的质量
2）了解万有引力在发现未知天体的作用
2过程与方法目标
通过了解万有引力在天文学上的应用体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
3情感态度与价值观
了解并体重物下落与天体运动的多样性与统一性，知道万有引力定律对科学发展所起的重要作用，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。
学习活动组织
四、教学(学习)过程(活动)设计
一） 地球质量的计算
在质量为M 、半径为R 的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为m 的物体的重力加速度g ，可以认为是由地球对它的万有引力产生的．由万有引力定律和牛顿第二定律有：
mg R Mm
G
=2
则该天体表面的重力加速度为：2
R GM
g =
由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的．而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大．也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小．
二） 天体质量的计算
应用万有引力定律可以计算天体的质量.基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心加速度，而向心力是由万有引力提供的，这样，列出方程即可求得中心天体（太阳或行星）的质量.
假设m′是太阳的质量，m是某个行星的质量，r是它们之间的距离，T是行星公转的周期，那么行星做匀速圆周运动所需的向心力为
由此可以解出
天体的质量是很难直接测量的，牛顿提出万有引力定律以后，人们发现可以应用万有引力定律来计算天体的质量。
我们可以用这样的方法计算出太阳的质
量。
地球绕太阳的运动，可以近似看作匀速圆周运动，向心力为：
太阳对地球的引力，即向心力。
要测出地球绕太阳运动的轨道半径和周期就可以求出太阳的质量了。
三）协作探究：搜集太阳系九大行星的有关参数计算下列质量。
1怎样计算地球质量？有几种方法？
2怎样计算月球质量？
3怎样计算土星质量？怎样计算土卫六的质量？
4怎样计算木星质量？
5怎样计算火星质量？
6怎样计算水星质量？
7怎样计算金星质量？
8怎样计算天王星质量？
9怎样计算海王星质量？
10怎样计算冥王星质量？
太阳与九大行星数据对照表（赤道直径以地球直径6370公里为一单位）
四）发现未知天体
海王星的发现是应用万有引力定律取
得辉煌成就的例子.
在18世纪，人们已经知道太阳系有7
个行星，其中1781年发现的第七个行星
──天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有比较大的偏离.当时有人推测，在天王星轨道外面还有一个未发现的行星，它对天王星的作用引起了上述偏离.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列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这颗新行星的轨道.1846年9月23日晚，德国的加勒在勒维列预言的位置附近发现了这颗新行星.后来，天文学家把这个行星叫做海王星.
用同样的方法，在1930年3月14日，人们发现了太阳系的第9个行星──冥王星.
海王星、冥王星的发现，显示了万有引力对研究天体运动的重要意义.
五、教学结构流程的设计
六、学习评价设计。