(讲课用)万有引力理论的成就-PPT课件.ppt

1、内容：、内容：自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都相互吸引，都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的引力的大小与物体的质量质量m1和和m2的的乘积乘积成成正比正比，与它们之间，与它们之间距离距离r的二次方的二次方成成反比反比。2、公式：、公式：阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句名言：阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球。”答案是答案是:否定的否定的.那给我们一个杠杆(天平)是否就可以称量地球的质量呢？“称量地球的称量地球的质量量”卡文迪许我能称量地球质量我能称量地球质量!“称量地球的称量地球的质量量”当当时已知：已知：地球的半径地球的半径R,地球地球表面重力加速度表面重力加速度g,卡文迪卡文迪许已已测出出的引力常量的引力常量G.在不考在不考虑地球自地球自转的影响，物体在地球表的影响，物体在地球表面面时受到的受到的 重力重力等于等于万有引力万有引力g-地球表面的重力加速度地球表面的重力加速度R-地球的半径地球的半径mg=R2MmG已知已知:地球表面地球表面g=9.8m/s2，地球半径地球半径R=6.4106m，引力常量引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2。请你根据你根据这些数据些数据计算地球的算地球的质量。量。（结果保留两位有效数字）果保留两位有效数字）地球的质量到底有多大地球的质量到底有多大?M=6.01024kg【合作探究合作探究】假如你被送到月球上，且已经知道月球半径和假如你被送到月球上，且已经知道月球半径和引力常量，给你一只弹簧秤和一个已知质量的引力常量，给你一只弹簧秤和一个已知质量的砝码，你能否测出月球的质量？怎样测定？砝码，你能否测出月球的质量？怎样测定？方案：方案：1 1、先测出砝码在月球表面所受的重力、先测出砝码在月球表面所受的重力3、代入公式、代入公式2 2、再算出月球表面的重力加速度、再算出月球表面的重力加速度g g即可求得即可求得 科学真是迷人科学真是迷人。根据零星。根据零星的事实，增加一点猜想，竟的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么多的收获！能赢得那么多的收获！马克马克吐温吐温计算太阳的质量计算太阳的质量问题探究：探究：测出某行星的公转周期T、轨道1.将行星的运动看成是匀速圆周运动.2.万有引力提供向心力 F引=Fn只能只能求出中心天体的质量！求出中心天体的质量！不能不能求出环绕天体的质量！求出环绕天体的质量！思考思考：不同行星与太阳的距离不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期和绕太阳公转的周期T都是不同的但是由不同行星的都是不同的但是由不同行星的r、T计算出来的太阳质计算出来的太阳质量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？半径,能不能由此求出太阳的质量M分析：卫卫星星绕绕地地球球做做圆圆周周运运动动“称量称量”地球质量的第二种方法地球质量的第二种方法已知:地球半径：地球半径：R，月球周期：月球周期：T 月球距地面的高度月球距地面的高度为h。（月球可（月球可视为质点）点）试写出地球写出地球质量量M的表达式。的表达式。Mh计算天体密度算天体密度MVr=在天体质量在天体质量M M求出的情况下求出的情况下只需再知道天体自身半径只需再知道天体自身半径R，就可求出天体的体积：就可求出天体的体积：最后代入密度公式：最后代入密度公式：万有引力理论的巨大成就预见预见并发现未知行星,更是万有引力理更是万有引力理论威力和价值的最生动例证。论威力和价值的最生动例证。把“天上的物理天上的物理”与“地上的物理地上的物理”完美的统一起来。天上人间服从共天上人间服从共同的科学法则同的科学法则发现未知天体未知天体 在在1781年发现的第七个行星年发现的第七个行星天天王星的运动轨道，总是同根据万有王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律引力定律计算计算出来的有一定偏离出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星有一颗未发现的新星,后来英国剑后来英国剑桥大学的学生桥大学的学生亚当斯亚当斯和法国年轻的和法国年轻的天文学家天文学家勒维耶勒维耶根据天王星的观测根据天王星的观测资料各自独立地利用万有引力定律资料各自独立地利用万有引力定律计算出来了它的实际轨道计算出来了它的实际轨道.海王星18461846年年9 9月月2323日晚日晚,由由德国的德国的伽勒伽勒在柏林天在柏林天文台用望远镜在预言文台用望远镜在预言的位置附近发现了这的位置附近发现了这颗行星颗行星海王星海王星，与预计的轨道只差与预计的轨道只差1 1度！度！海王星就这样被称其海王星就这样被称其为为“笔尖笔尖下发现的行下发现的行星星”。柏林天文台柏林天文台 海王星发现之后，人海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是论计算的不一致。于是几位学者用亚当斯和勒几位学者用亚当斯和勒维耶的方法维耶的方法预言另一颗预言另一颗新行星的存在新行星的存在 在预言提出之后，在预言提出之后，19301930年，汤姆波夫年，汤姆波夫发现发现了了冥王星冥王星冥王星和它的卫星冥王星和它的卫星美国宇航局（NASA）提供的冥王星与它的卫星的画面 海王星海王星和和冥王星冥王星的发现以及英的发现以及英国天文学家哈雷根据万有引力定国天文学家哈雷根据万有引力定律计算出了律计算出了哈雷彗星哈雷彗星的轨道并正的轨道并正确预言了确预言了它它的回归的回归,最终确立了万最终确立了万有引力定律的地位，同时也成为有引力定律的地位，同时也成为科学史上的美谈。科学史上的美谈。泰安一中学生发现发现SOHOSOHO彗星的彗星的孙霈源孙霈源,最近再次发现了最近再次发现了2 2颗新彗星颗新彗星,加上以前发现的加上以前发现的4 4颗颗以及去年暑假发现的以及去年暑假发现的1 1颗颗,他已累计发现了他已累计发现了7 7颗彗颗彗星星,目前发现总数位列世界第目前发现总数位列世界第3939位。位。别说梦想遥不可及别说梦想遥不可及钓鱼星伟大的畅想伟大的畅想时间：时间：1010年后年后地点：酒泉卫星发射中心地点：酒泉卫星发射中心事件：神舟事件：神舟2020号载人航天飞船执行探索钓鱼星的任务号载人航天飞船执行探索钓鱼星的任务任务一：神舟任务一：神舟2020号飞船在钓鱼星的高空轨道号飞船在钓鱼星的高空轨道做匀速圆周运动做匀速圆周运动任务二：神舟任务二：神舟2020号飞船成功降落在钓鱼号飞船成功降落在钓鱼星上，出舱进行考察星上，出舱进行考察 同学们，记住我们的约定，同学们，记住我们的约定，为了美好的明天，为了美好的明天，起飞吧！起飞吧！作作业P43:1、3