高中物理必修二6.4万有引力理论的成就

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人教版 物理必修二 6.4《万有引力理论的成就》ppt课件

人教版 物理必修二 6.4《万有引力理论的成就》ppt课件

主 干 知 识 梳 理
[自主梳理] 一、计算天体的质量 1.地球质量的计算 (1)依据:地球表面的物体,若不考虑地球自转,物体的重
学 科 素 养 提 升
课 堂 互 动 探 究
力等于地球对物体的万有引力,即mg=________. (2)结论:M=________,只要知道g、R的值,就可计算出 地球的质量.
学 科 素 养 提 升
课 堂 互 动 探 究
课 时 作 业
第六章 4
[答案]
主 干 知 识 梳 理
(1)若忽略地球自转的影响,在地球表面上质量为
学 科 素 养 提 升
m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力,即mg= GMm gR2 ,所以有M= G ,只要测出G,便可“称量”地球的质 R2 量.
(4)“笔尖上发现的行星”是冥王星.(
)
学 科 素 养 提 升
(5)根据地球绕太阳做圆周运动的轨道半径和周期,可求出 地球的质量.( )
课 堂 互 动 探 究
[答案]
(1)×
(2)×
(3)√
(4)×
(5)×
课 时 作 业
第六章 4
主 干 知 识 梳 理
[解析] 量.
(1)牛顿发现了万有引力定律,但没有测出引力常
和半径r就可以计算出太阳的质量. 3.其他行星的质量计算:同理,若已知卫星绕行星运动的 周期T和卫星与行星之间的距离r,可计算行星的质量M,公式 是M 识 梳 理
二、发现未知天体 1.海王星的发现:英国剑桥大学的学生________和法国年 轻的天文学家________根据天王星的观测资料,利用万有引力 定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日,德国
[解析]

高中物理必修二6.4 万有引力理论的成就 课件 (共14张PPT)

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第六章 万有引力与航天
4 万有引力理论的成就
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、公式: F Gmr1m2 2
m1 F
F m2
r
引力常量:G=6.67×10-11 N·m2/kg2
r:质点(球心)间的距离
3、条件: 质点或均质球天体半经R
2005年全国Ⅱ理综,18题
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( BD )
A.月球的质量 B.地球的质量 C.地球的半径 D.月球绕地球运行速度的大小
作业
P43: 1、3
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
物体在天体表面时受到的
重力近似等于万有引力
万有引力分解为两个分力: 重力:G=mg 和m随地球
自转的向心力Fn:
r Fn
m
F引
θG
M
R
Fn =m 4Tπ22r
结论:自转向心力远小于重力 万有引力近似等于重力
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=6.67×1011Nm2/kg2。 请你根据这些数据计算地球的 质量。
Mm mg G R2
gR2 M
G
M=6.0×1024kg
一宇航员为测量一星球的质量,在 该星球表面上做自由落体运动实验, 让小球在高h处自由下落,经时间t 落地,已知星球的半径为r,引力 常量G.试求星球的质量。

高一新人教版物理必修2课件6-4万有引力理论的成就

高一新人教版物理必修2课件6-4万有引力理论的成就

A.计算月球的质量
C.计算月球的自转周期 答案:A
B.计算月球的密度
D.计算月球的公转周期
设卫星绕天体运动的轨道半径为r,周期为T,天体 半径为R,则可列出方程: Mm 4π2r 4 3 G 2 =m 2 ,M=ρ·πR , r T 3 4π2r3/GT2 3πr3 得ρ= = = 2 3. 4 3 4 3 GT R πR πR 3 3 M 当天体的卫星环绕天体表面运动时,其轨道半径r等 3π 于天体半径R,则天体密度为:ρ= 2. GT
置与实际观测位置总有误差,就是这一误差,引起了人们 对“天外星”的探究,并于1864年9月23日发现了太阳系的
第八颗行星——海王星.
海王星被称为“从笔尖上发现的行星”,原因就是计 算出来的轨道和预测的位置跟实际观测的结果非常接近, 科学家在推测海王星的轨道时,应用的物理规律有哪些?
1.地球上的物体具有的重力是由于 __________而产生
置;在预测的时间去观察预测的位置. 海王星与冥王星的发现最终确立了 ___________,也成 为科学史上的美谈.
答案:1.地球的吸引 重力加速度 2.星球的轨道半径 3.1846 来 9 23
地球的万有引力
地球半径
运动周期T 向心力
4π2r3 GT2
天王星
根据万有引力定律计算出 万有引力定律的地位
算式________.(地球半径为R)
Mm R 2 答案: Δm ( d )
解析:设大球M对m的引力为F,示意图如图所示.由 天平再次平衡得
mg+F=mg+Δmg, Mm 即G 2 =Δmg① d 地球对大球的引力等于大球的重力,有 M0 M G 2 =Mg② R Mm R 2 由①②解得地球的质量M0= Δm ( d ) .

6.4《万有引力理论的成就》课件(新人教版必修2)

6.4《万有引力理论的成就》课件(新人教版必修2)
第六章 万有引力与航天
6.4 万有引力理论的成就
学习目标
1、了解万有引力定律在天文学上的应用。 2、会用万有引力定律计算天体的质量 和密度。 3、掌握综合运用万有引力定律和圆周 运动学知识分析具体问题的方法。
三、万有引力定律的应用 1.基本方法 把天体(或人造卫星)的运动看成匀速 圆周运动,其所需向心力由万有引力提 供. 2.解决天体圆周运动问题的两条思 路 (1)在地面附近万有引力近似等于物 Mm 体的重力,F 万=mg 即 G 2 =m成匀速 圆周运动,其向心力由万有引力提供, 即 F 万=F 向. 一般有以下几种表述形式: Mm v2 Mm ①G 2 = m r ②G 2 = mω2r r r 2 Mm 4π ③G 2 =m 2 r r T
3.天体质量和密度的计算 (1)利用天体表面的重力加速度 g 和天 体半径 R. Mm 由于 G 2 =mg,故天体质量 M= R gR2 , G M M 3g 天体密度 ρ= V = = . 4 3 4πGR πR 3
2 2 Mm G 2 = mr ( ) r T
4 2 r 3 M GT2
3
M 3r V GT2 R 3 (r为轨道半径,R为中心天体的半径)
3 GT2
(r=R)
(卫星在天体表面做圆周运动)
例、一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行 星,并进入靠近该行星表面的圆形轨道,宇航 员进行预定的考察工作,宇航员能不能仅用一 只表通过测定时间来测定该行星的密度?说明 理由及推导过程。 分析:使宇宙飞船靠近行星表面做匀速圆 周运动(r=R) 2 2 Mm G 2 = mr ( ) r T 3 r=R 万 向心 2 GT 4 M V R 3
M
A
B
m= T1/2(T2-T1)

新人教版高中物理必修二《6.4 万有引力理论的成就》课件(共14张PPT)

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3.太阳光经500s到达地球,地球的半径是 6.4×103km,试估算太阳质量与地球质量的比 直?(取一位有效数字) 2hR2/Gt2
5.地球表面处重力加速度g取10m/s2,地 球的半径R取6400km,引力常数G为 6.67×10-11Nm2/kg2,由上述条件,可推 得地球平均密度得表达式是 3g
4GR
把上述数据代入,可算得其直为 5.6×103
kg/m3
• 小结:
• 1、地球表面,不考虑(忽略)地球自转的

影响,物体的重力近似等于重力 地球质量 M gR 2
mg G Mm R2
G
• 2、建立模型求中心天体质量
• 围绕天体做圆周运动的向心力为中心天体对 围绕天体的万有引力,通过围绕天体的运动 半径和周期求中心天体的质量。
2×1030kg
5.一宇航员为了估测一星球的质量,他在该星球的表
面做自由落体实验:让小球在离地面h高处自由下落,
他测出经时间t小球落地,又已知该星球的半径为R,
试估算该星球的质量。
3×105 :1
4.已知在月球表面以10m/s的初速度竖直上抛一物体, 物体能上升的最大高度是30m,又已知月球的半径位 1740km,试计算月球的质量。 7.6×1022kg
第四节
万有引力理论的成就
地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的 关系。 物体m在纬度为θ的位置,万有引力指向地心,分 解为两个分力:m随地球自转围绕地轴运动的向心
力和重力 。
结论:向心力远小于重力, 万有引力大小近似等于重 力。
“科学真是迷人”
一.测量天体的质量
1.测量地球的质量 • 思考: (1)根据所学的知识你能解释为什么
If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.

高中物理人教版必修二 6.4万有引力理论的成就 (共32张PPT)

高中物理人教版必修二 6.4万有引力理论的成就 (共32张PPT)

一、实验室称量地球的质量
万有引力定律怎样称 量地球的质量呢?
若不考虑地球自转的影响,地面上的物体的重力等 于地球对它的引力。
Mm mg=G 2 R
gR M= G
2
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。
T都是各不相同的。但是不同行星的r、T计算
出来的太阳质量必须是一样的!上面的公式
能否保证这一点? 分析
r3 根据开普勒第三定律: 2 = k T
所以,上面的公式能否保证这一点,而且我 们还可以知道常数k只和中心天体(太阳) 的质量有关。
4p r 讨论 M = 2 GT
2 3
木星是太阳系中最大的行星, 它有众多卫星。通过卫星的运 动可以精确测得木星的质量。
第六章 万有引力与航天
4.万有引力理论的成就
请同学们欣赏一张图片
阿基米德在研究杠杆原理后,曾经说过一句什么名言?
“给我一个支点,我可以撬动地球。”
讨论能通过杠杆原理(天平)测量地球的质量吗? 那我们如何测量巨大的天体质量?万有引力给我们提供了帮助。
万有引力定律就是 “一台”称量天体质量的
最好“天平”
用这个方法测得行星的质量,
是否需要知道卫星的质量? 分析 G Mm = m 4p2 r 2
2
r
T
与行星质量m无关只能测得中心天体的质量(把被 测得天体放在圆心的位置)
练习 计算地球的质量,除了一 开始的方法外,还可以怎 么求? 借助于月球,那么需要 知道哪些量? 月球绕地球运行的周期T=27.3天, 月球与地球的平均距离r=3.84×108m

高中物理必修2课件:6.4 万有引力理论的成就


六、课堂总结
本节课我们学习了地球质量测定——天体质量
测定——天体轨道的演算推测,直观地了解了万有
引力定律在人类认识学科自网 然界奥秘中发挥的巨大作
用!
学.科.网
理论来源于实践,反过来又可以指导实践。
所以在人们后来的探索前进道路上,仍旧难忘牛顿
等前辈科学家的功勋。
知识梳理
一.求解天体运动问题的基本思路
6400km ,引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2,试估算地球
的质量。
M

gR2 G

9.8 (6.4106 )2 6.67 1011
kg

6.01024 kg
2.已知月球的质量是7.3×1022kg,半径是1.7×103km,
月球表面的自由落体加速度有多大?这对宇航员在月球表
二、计算天体的质量
同步练习
3.不同行星与太阳的距离r和围绕太阳公转的周期T都是各不相同的, 但是不同行星的r,T计算出来的太阳质量必须是一样的!这里得到 的计算太阳质量的公式能否保证这一点?
4.能否利用人造卫星的相关信息 测量地球质量?
某人造地球卫星沿圆形轨道 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。
3
m
V


3 r 3 GT 2R 3
当r≈R时


3 GT
2
二.应用三 发现未知天体
基本思路.
当一个已知行星的实际轨道和理论计算 的轨道之间有较大的误差时,说明还有未 知的天体给这个行星施加引力.然后应用万 有引力定律,结合对天体的观测资料,便 计算出了另一天体的轨道,进而在计算出 的位置观察新的天体。

新人教版高中物理必修二 课件6.4《万有引力理论的成就》


6400103
N0.0337
N
由于物体随地球自转的向心力很小, 则万有引力大 小近似等于重力。
Mm G R2 mg
gR 2 M
G
一、科学真是迷人
一百多年前,英国人卡文迪许用他自己设计的扭 秤,“第一次称出了地球的质量”。

F rm
mF

r
称量地球的重量
卡文迪许为什么说自己的实验是“称量地球的重量 ( 质 量 )”,请你解释一下原因。
科学史上的一段佳话
当时有两个青年——英国的亚当斯和法国的勒维 耶在互不知晓的情况下分别进行了整整两年的工作。 1845 年亚当斯先算出结果,但格林尼治天文台却把他 的论文束之高阁。1846 年 9 月18 日,勒维耶把结果寄 到了柏林,却受到了重视。柏林天文台的伽勒于 1846 年 9月 23 日晚就进行了搜索,并且在离勒维耶预报位 置不远的地方发现了这颗新行星。 海王星的发现使哥 白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明。
M g R 2 9 .8 (6 .4 1 0 6)2k g 6 1 0 2 4k g G 6 .6 7 1 0 1 1
科学真是迷人
在实验室里测量几个铅球之间的作用力,就可以 称量地球,这不能不说是一个科学奇迹。难怪一位外 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,就能赢 得那么多收获!”
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.

人教版高中物理必修二课件:6.4万有引力理论的成就

信心,人们有能力理解天地间的各种事物。
6.4 万有引力理的
事实,增添一点猜想,竟能赢得那么 多的收获!”
探究·练习
1、如何测量月球的质量?
2 、思考如何测量月球上 的重力加速度?
引导·思考
如何测量太阳的质量?
•1、“手和脑在一块干是创造教育的开始,手脑双全是创造教育的目的。” •2、一切真理要由学生自己获得,或由他们重新发现,至少由他们重建。 •3、反思自我时展示了勇气,自我反思是一切思想的源泉。 •4、好的教师是让学生发现真理,而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式,注重实质.
•8、普通的教师告诉学生做什么,称职的教师向学生解释怎么做,出色的教师示范给学生,最优秀的教师激励学生。 2021/11/162021/11/162021/11/162021/11/16
探究·练习
如果要想测木星 的质量,那么需 要测那些量呢
如果要想测木星的 质量,那么需要测 那些量呢?
探究·练习
• 一艘宇宙飞船绕一个不知名的、半径为 R的行星表面飞行,环绕一周飞行时间 为T,
• 求该星球的质量和平均密度?
某人在某一星球上以速度v竖直上抛一物体,经 时间t落回抛出点,已知该星球的半径为R, 试计算该星球的质量及其平均密度?
能否利用人造卫星 的相关信息测量地 球质量?
P74问题与练习3
阅读·讨论
应用万有引力定 律除可估算天体质量 外,还可以在天文学 上有何应用?
发现未知的天体。
冯.劳厄
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………
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/162021/11/162021/11/1611/16/2021

人教版高中物理必修二第六章万有引力理论的成就(20张)-PPT优秀课件



“笔尖下发现的行星”
加勒【德】发现了 这颗新行星
周期:76年
计算预测新天体轨道 观测并发现新天体
观测天体运动 计算推测回归周期
预计再次造访时间
思考与讨论1:
如何测量物体的质量?
如何称量地球的质量???
人教版高中物理必修二第六章第四节 万有引力理论的成就 课件(共20张PPT)【PPT优秀课件】-精美 版
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思考与讨论2:
按照同样的方法 能否计算太阳的质量呢???
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(二)、计算太阳的质量 人教版高中物理必修二第六章第四节 万有引力理论的成就 课件(共20张PPT)【PPT优秀课件】-精美版
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太阳:中心天体 行星:环绕天体
(二)、计算太阳的质量 人教版高中物理必修二第六章第四节 万有引力理论的成就 课件(共20张PPT)【PPT优秀课件】-精美版
设太阳质量为M,某一行星质量为m,该 行星与太阳的距离为r,行星公转周期为T。
GMr2mm4T22r
人教版高中物理必修二第六章第四节 万有引力理论的成就 课件(共20张PPT)【PPT优秀课件】-精美 版
某行星半径为R,万有引力常量为G,该行星
表面的重力加速度为g ,则该行星的质量为:
gR 2 M
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例一:
已知月球的质量是7.3×1022kg,半径是 1.7×103km,月球表面的自由落体加速度有多大?
根据:
M月
g月R月2 G
有:
g月
M 月G R月2
7.31022 6.67 1011 (1.7 106 )2
m
s2
1.68 m s2
方法二:
思路:地球对卫星的万有引力提供卫星绕地球匀速圆周的 向心力
4 万有引力理论的成就
称量地球的质量
方法一:
思路:若不考虑地球自转的影响,地面上质量为m的物体所 受的重力为mg等于地球对物体的万有引力
即:
G
Mm R2
mg
地球质量: M gR2 G
思考:能不能用这种方法“称量”月球
的质量?如果可以需要知道关于
月球的哪些物理量?
M 月球质量: 月
g月R月2 G
即:G Mm m 4 2r
r2
T2
4 2r 3
地球质量: M GT 2
思考:能不能用这种方法“称量”太阳
质量?如果可以需要知道哪些物
理量?
太阳质量:
M
4 2r 3
GT 2
例二:
即:
G
Mm r2
m
4 2r
T2
4 2r 3
太阳质量: M GT 2
计算天体的质量
士搏出惊涛骇流而不沉沦,懦夫在风平浪静也会溺水。 我决定喜欢你一辈子,不是你的一辈子,是我的一辈子,只要我还活着,就会一直喜欢下去。 平时没有跑发卫千米,占时就难以进行一百米的冲刺。 一日不读口生,一日不写手生。 你的成就将永远不会比你的自信的高度高出一厘米。 计较的太多就成了一种羁绊,迷失的太久便成了一种痛苦。过多的在乎会减少人生的乐趣,看淡了一切也就多了生命的释然。 鸟欲高飞先振翅,人求上进先读书。 我们要以今天为坐标,畅想未来几年后的自己。 少一点预设的期待,那份对人的关怀会更自在。 只要你在路上,就不要放弃前进的勇气,走走停停的生活会一直继续。 生命太过短暂,今天放弃了明天不一定能得到。 爱情是一朵美丽的浪花,然而你生命的航船却要绕开它小心翼翼的行驶,因为你稚嫩的双桨运载不动神圣的职责。 忍是一种眼光,忍是一种胸怀,忍是一种领悟,忍是一种人生的技巧,忍是一种规则的智慧。 浪费生命是做人的最大悲剧。 人的一生,可以有所作为的时机只有一次,那就是现在。 认清这个世界,然后爱它。 当你的朋友向你倾吐胸襟的时候,你不要怕说出心中的“否”,也不要瞒住心中的“可”。 每一个人都拥有生命,但并非每个人都懂得生命,乃至于珍惜生命。不了解生命的人,生命对他来说,是一种惩罚。 只有把抱怨环境的心情,化为上进的力量,才是成功的保证。——罗曼·罗兰 这个世界本来就是痛苦的,没有例外的。
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