7.3 万有引力理论的成就 教学课件-(共26张PPT)人教版高中物理（2019）必修二

(课件网) 第七章 万有引力与宇宙航行 第三节 万有引力理论的成就 SZ-LWH 学习目标 Sz-lwh Qq:419561425 2 通过经历计算太阳质量的基本思路，能将天体问题中的对象和过程转换成相关模型后进行求解 3 通过认识万有引力定律的科学成就，体会科学的迷人魅力，进一步认识运动和相互作用观念 1 通过经历"称量地球质量”的过程，了解万有引力定律在天文学上的重要应用 课堂引入 “给我一个支点，我可以撬动地球。” ———阿基米德 疑惑：地球质量约为6×1024kg，设杠杆支点距离地球1m，阿基米德在另一端能产生的作用力为600N，根据杠杆原理可知杠杆大约长1亿光年。阿基米德能做到吗？ 课堂引入 如果有人说他能称出地球的质量，你信吗？ 我可以 SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 1.卡文迪什在实验室测出了引力常量G的值，他称自己是“可以称量地球重量的人”。 (1)他“称量”的依据是什么？ (2)你能够推出地球质量的表达式吗？式中的量是否可观测？ 称量地球的质量 探究一 万有引力和重力的关系 在地面上随地球一起自转的物体受到地球的万有引力F引，可以分解为物体受到的重力G和使物体随地球做圆周运动（自转）所需的向心力 Fn、（方向指向地轴，不一定指向地心）。 一、“称量”地球的质量 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mg等于地球对物体的引力，即 黄金代换式 地面的重力加速度 g 和地球半径 R 在卡文迪什之前就已知道，一旦测得引力常量 G，就可以算出地球的质量M 。因此，卡文迪什被称为“第一个称出地球质量的人”。 一、“称量”地球的质量 算一算：设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R =6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量。 方法一：重力加速度法(g、R） 科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点猜 想，竟能赢得那么多的收获！ ———马克·吐温 拓展运用 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mg等于地球对物体的引力，即 黄金代换式 例题1 例题解析 若已知地球和月球的半径之比为4:1，其表面的重力加速度之比为6:1。则地球和月球的质量之比为（ ） A．16 B．32 C．64 D．96 D SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 问题1、我们能够用称量地球质量的方法计算天体（如太阳）的质量？ 难点在哪里？ 问题2、天体的质量如何计算？我们该从什么角度思考这一问题？ 问题3、为了计算太阳的质量，我们需要做怎样的简化？能简化吗？ 问题4、你能够推导出太阳质量的表达式吗？式中的量是否可观测？ 计算天体的质量 探究二 阅读课本56页“计算天体的质量”部分，思考回答下列问题 如果测出了某行星的公转周期T、轨道半径r，由此我们就可以求出太阳的质量M 二、计算太阳的质量 方法： 明确天体运动的相关物理量 环绕天体m 轨道半径r 中心天体半径R 中心天体M 二、计算太阳的质量 把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，已知轨道半径约为1.5×1011 m，引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，估算太阳的质量。 方法二：环绕法（T、r） 二、计算太阳的质量 拓展一：若知道地球绕太阳的公转线速度v和轨道半径r，能否估算太阳的质量？ 拓展二：若知道地球绕太阳的公转角速度ω和轨道半径r，能否估算太阳的质量？ 拓展三：若知道地球绕太阳的公转线速度v和轨道半径r，能否估算地球的质量？ 环绕法只能求出 中心天体的质量。 例题2 例题解析 2022年12月5日，“神舟十五”采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站。若空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动，已知引力常量G，则由下列物理量可以计算出地球质量的是（　　） A．空间站的质量和绕地球运行的半径 B．空间站的质量和绕地球运行的周期 C．空间站绕地球运行 ... ...