高中物理 《第六章 萬有引力定律》課件 新人教版必修2.ppt
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萬有引力定律,天體是怎樣運動的? 天體為什么這樣運動?,一、托勒密 地心說,地心說認(rèn)為地球是宇宙的中心,是靜止不動的,太陽、月亮及其他的行星都繞地球運動. 地心說直到16世紀(jì)才被哥白尼推翻.,托 勒 密,二、哥白尼 日心說,日心說認(rèn)為太陽是靜止不動的,地球和其他行星都繞太陽運動. 1543 年哥白尼的《天體運行論》 出版,書中詳細(xì)描述了日心說理論.,哥 白 尼,學(xué).科.網(wǎng),,,,三 丹麥偉大的天文學(xué)家第谷連續(xù)20年對行星的位置和周期進(jìn)行觀測并記錄了精確的數(shù)據(jù)。,四、開普勒行星運動三定律,1.開普勒第一定律:所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓,太陽處在所有橢圓的一個焦點上。,,,,,,2.開普勒第二定律:對于每一個行星,太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。,,,,,離太陽近時速度快,離太陽遠(yuǎn)時速度慢。,3.開普勒第三定律:所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。,給出太陽系九大行星平均軌道半徑和周期的數(shù)值,供驗證 :,k是一個與行星無關(guān)的常量,那么你能猜想出它可能跟誰有關(guān)嗎?,開普勒第三定律,天體為什么會作橢圓運動?,2、萬有引力定律內(nèi)容:,自然界中任何兩個物體都是互相吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量成正比,跟它們的距離的二次方成反比.,G為常量,叫做引力常量,適用于任何兩個物理.,3、公式:,六 牛頓,1 、萬有引力定律發(fā)現(xiàn)過程(蘋果落地到天體 間的引力再到任意兩個物體間的引力),4 迪卡爾的數(shù)學(xué)證明,引力常量的測定,1789年,即在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年以后,英國物理學(xué)家卡文迪許(1731-1810),巧妙地利用扭秤裝置,第一次在實驗室里比較準(zhǔn)確地測出了引力常量.,七 卡文迪許,一、實驗室稱量地球的質(zhì)量,地球的質(zhì)量怎樣稱量?不可能用天平, 但是通過萬有引力定律可以“稱量”! 萬有引力定律怎樣稱量地球的質(zhì)量呢?,一、實驗室稱量地球的質(zhì)量,若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,地面上的物體的重力等于地球?qū)λ囊Α?,mg=G,M=,,,其中g(shù)、R在卡文迪許之前已經(jīng)知道,而卡文迪許測出G后,就意味著我們也測出了地球的質(zhì)量??ㄎ牡显S把他自己的實驗說成是“稱量地球的重量”是不無道理的。,卡文迪許被稱為“第一個稱量地球質(zhì)量的人”!,地表重力加速度: g = 9.8m/s2 地球半徑:R = 6400km 引力常量:G= 6.67×10-11Nm2/kg2,得地球質(zhì)量 M= 6.0×1024kg,代入,算一算,二、計算中心天體的質(zhì)量,應(yīng)用萬有引力可算出地球的質(zhì)量,能否算出太陽的質(zhì)量?,設(shè)中心天體太陽質(zhì)量M,行星質(zhì)量m,軌道半徑r也是行星與太陽的距離,行星公轉(zhuǎn)角速度ω,公轉(zhuǎn)周期T,則,,從中求出太陽的質(zhì)量,,,二、計算天體的質(zhì)量,測出行星的T和r,就可以測出太陽的質(zhì)量M。 不同行星與太陽的距離r和繞太陽公轉(zhuǎn)的周期T都是各不相同的。但是不同行星的r、T計算出來的太陽質(zhì)量必須是一樣的!上面的公式能否保證這一點?,討論,分析,根據(jù)開普勒第三定律:,所以,上面的公式能保證這一點,而且我們還可以知道常數(shù)K只和中心天體(太陽)的質(zhì)量有關(guān)。,,二、計算天體的質(zhì)量,練習(xí),計算地球的質(zhì)量,除了一開始的方法外,還可以怎么求?,借助于月球,那么需要知道哪些量?,月球繞地球運行的周期T=27.3天, 月球與地球的平均距離r=3.84×108m,,M=5.98×1024kg,三、計算天體的密度,1、若知道天體的半徑為R,則天體的密度:,,,,2、若天體的衛(wèi)星環(huán)繞天體表面運動, 軌道半徑r等于天體半徑R,則: 或:ρT2=3π/G 是個常數(shù),,注意:r不等于R,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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