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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,本幻灯片资料仅供参考，不能作为科学依据，如有不当之处，请参考专业资料。,第六章 万有引力与航天,第四节 万有引力理论成就,人教版必修2,第1页,回顾所学内容,(1)物体做圆周运动向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度以及周期关系式。,(2)万有引力定律内容是什么？怎样用公式表示？,(3)重力和万有引力关系？,第2页,F,n,R,M,G,m,w,r,F,引,讨论,:地球表面物体重力与地球对物体万有引力关系。,物体m在纬度为位置，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,向心力,和,重力,。,第3页,F,n,R,M,G,m,w,r,F,引,讨论,:地球表面物体,重力,与地球对物体万有引力关系。,物体m在纬度为位置，,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,向心力,和,重力,。,所以,重力,是万有引力一个,分力,。,实际上随地球自转物体,向心力,远小于,重力,，在忽略自转,影响下,万有引力大小,近似等于,重力大小,。,第4页,回顾所学内容,(1)物体做圆周运动向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度以及周期关系式。,(2)万有引力定律内容是什么？,怎样用公式表示？,(3)重力和万有引力关系？,重力,是万有引力一个分力，当忽略了地球自转时,可认为,重力,在数值上就,等于,万有引力大小,。,第5页,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，我能够撬动球。”,那我们又是怎么知道巨大地球质量呢?,那给我们一个杠杆(天平)是否就能够称量地球质量了呢？,答案是:否定.,第6页,一、“科学真是迷人”,地球质量不可能用天平称量.,不过万有引力定律是否能给予我们提供帮助呢?,重力,是万有引力一个分力，当忽略了地球自转时,可认为,重力,在数值上就,等于,万有引力大小,。,第7页,若不考虑地球自转影响，地面上物体重力等于地球对它引力。,M,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质量。卡文迪许把他自己试验说成是“称量地球重量”是不无道理。,一、“科学真是迷人”,第8页,经过万有引力定律称量地球质量，这不能不说是一个奇迹。,就连一个外行人、著名文学家,马克吐温,满怀激情地说：,“科学真是迷人。依据零星事实，增添一点猜测，竟能赢得那么多收获！”,这话即使出自一位外行人之口，却道出了科学发觉精华。,一、“科学真是迷人”,第9页,二、计算天体质量,1、地球公转实际轨道是什么形状？为了处理问题方便，我们通常能够认为地球在绕怎样轨道做什么运动？,思索：,应用万有引力可算出地球质量，能否算出太阳质量呢?,第10页,分析问题：,近似,1、地球实际作何运动？而我们通常能够认为做什么运动？,地球实际轨道是椭圆，通常能够认为地球绕太阳做匀速圆周运动,第11页,二、计算天体质量,1、地球实际轨道是什么形状？为了处理问题方便，我们通常能够认为地球在绕怎样轨道做什么运动？,2、地球作圆周运动向心力是由什么力来提供？,思索：,应用万有引力可算出地球质量，能否算出太阳质量呢?,通常能够认为地球绕太阳做匀速圆周运动,第12页,2、地球作圆周运动向心力是由什么力来提供？,r,M,m,F,地球作圆周运动向心力是由太阳对地球万有引力来提供,第13页,二、计算天体质量,1、地球实际轨道是什么形状？为了处理问题方便，我们通常能够认为地球在绕怎样轨道做什么运动？,2、地球作圆周运动向心力是由什么力来提供？,思索：,应用万有引力可算出地球质量，能否算出太阳质量呢?,通常能够认为地球绕太阳做匀速圆周运动,地球作圆周运动向心力是由太阳对地球万有引力来提供,第14页,地球公转角速度 不能直接测出,但我们知道地球公转周期 .,地球作圆周运动向心力是由太阳对地球万有引力来提供,第15页,该表示式与地球（环行天体）质量m有没相关系？,第16页,总结推广,求解思绪：,环行天体向心力由中心天体对其万有引力,独家,提供,详细方法：,特点：,须知道待求天体（M）某一环行天体运行规律，且与环行天体质量（m）无关.,中心天体M,环行天体m,第17页,二、计算天体质量,思维扩展,计算地球质量，除了一开始方法外，还能够怎么求？,借助于月球，那么需要知道哪些量？,月球绕地球运行周期T=27.3天，,月球与地球平均距离r=3.8410,8,m,M=5.9810,24,kg,第18页,三、发觉未知天体,预见并发觉未知行星,是万有引力理论威力和价值最生动例证.,在1781年发觉第七个行星天王星运动轨道，总是同依据万有引力定律计算出来有一定偏离.当初有些人预测，必定在其轨道外还有一颗未发觉新星,这就是以后发觉第八大行星,海王星.,海王星,海王星实际轨道由英国剑桥大学学生亚当斯和法国年轻天文兴趣者勒维耶依据天王星观察资料各自独立地利用万有引力定律计算出来.,第19页,英国亚当斯和法国勒维耶,第20页,1846年9月23日晚,由,德国伽勒,在柏林天文台用望远镜在勒维耶预言位置附近发觉了这颗行星海王星,柏林天文台,第21页,海王星发觉之后，人们发觉它轨道也与理论计算不一致。于是,几位学者用亚当斯和勒维耶方法,预言另一颗新行星存在,在预言提出之后，,1930年，汤博发觉了太阳系以后,曾,被称为第九大行星冥王星,冥王星和它卫星,美国宇航局（NASA）提供冥王星（上者）与它卫星画面,第22页,国际天文学联合会大会24日投票决定，不再将传统九大行星之一冥王星视为行星，而将其列入“矮行星”。许多人感到不解，为何从儿时起就一直熟知太阳系“九大行星”概念如今要被重新定义，而冥王星又因何被“降级”？“行星”这个说法起源于希腊语，原意指太阳系中“漫游者”。近千年来，人们一直认为水星、金星、地球、火星、木星和土星是太阳系中标准行星。19世纪后，天文学家陆续发觉了天王星、海王星和冥王星，使太阳系“行星”变成了9颗。今后，“九大行星”成为家喻户晓说法。,冥王星为何会被“降级”？,第23页,不过，新天文发觉不停使“九大行星”传统观念受到质疑。天文学家先后发觉冥王星与太阳系其它行星一些不一样之处。冥王星所处轨道在海王星之外，属于太阳系外围柯伊伯带，这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生地方。20世纪90年代以来，天文学家发觉柯伊伯带有更多围绕太阳运行大天体。比如，美国天文学家布朗发觉“UB313”，就是一个直径和质量都超出冥王星天体。,第24页,布朗等人发觉使传统行星定义遭遇巨大挑战。国际天文学联合会大会经过新行星定义，意在弥合传统行星概念与新发觉差距。大会经过决议要求，“行星”指是围绕太阳运转、本身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够去除其轨道附近其它物体天体。在太阳系传统“九大行星”中，只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合这些要求。冥王星因为其轨道与海王星轨道相交，不符合新行星定义，所以被自动降级为“矮行星”。,第25页,三、发觉未知天体,海王星发觉和1705年英国天文学家哈雷依据万有引力定律正确预言了哈雷彗星回归最终确立了万有引力定律地位，也成为科学史上美谈。,诺贝尔物理学奖取得者，物理学家冯劳厄说：,“没有任何东西向牛顿引力理论对行星轨道计算那样，如此有力地树起人们对年轻物理学尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大精神王国”,第26页,尽管冥王星外面太阳光已经非常微弱，不过，黑暗严寒太阳系边缘依然牵动着人们心，搜索工作从来没有停顿过。,美国年发射，并于至年访问冥王星宇宙飞船,第27页,四、小结,这节课我们主要掌握知识点是：,1.万有引力定律在天文学中应用，普通有两条思绪：,(2)围绕天体所需,向心力,由中心天体对围绕天体,万有引力,提供,(1)地面（或某星球表面）物体,重力,近似等于,万有引力,2.了解了万有引力定律在天文学中含有主要意义.,第28页,第29页,
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