2018年《万有引力理论的成就》ppt

GMm v m 2 r r GMm 2 m r 2
活动二：计算地球密度 2


3 M 4R V V 3 3 2 T

F万=F向
G
三、发现未知天体
发现天王 星轨道偏 离
实际轨道
理论计算预测 新行星轨道
理论轨道
实际观测 验证结果
海王星
冥王星
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。
讨论: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。
因此,重力是万有引力的一个分力。
• 实际上随地球自转的物体向心力远小于重力，在 忽略地球自转的影响下万有引力大小近似等于重 力大小。
同学们，请认真阅读课本“科学真是迷人”， 分析地球的质量是怎么“称量”出来的呢？ 一：计算地球质量 1：随着转 卡文迪许 地面上物体所受的重力等于地球对物体的引力。
课前三分钟课题是：
我要实现的目标：
我要体现的价值观是：
每课三分钟
本课重点是：
什么是载人航天精神
本课难点：
载人航天精神以人民利益为最高利益，以 苦为乐，以苦为荣，勇于创新，顽强拼搏， 无私奉献。
每课三分钟
课程讲解背景 天宫一号完成使命，重返地球。背后承载着我国航 天人一代又一代艰辛的努力。今天我国进入到社会主义现 代化建设的新时代，要战胜一切困难，决胜全面建成小康 社会，夺取新时代中国特色社会主义伟大胜利，实现伟大 复兴的中国梦，需要全体中国人民发扬航天精神。中学生 要立志为国，勇于战胜困难，不断进取。
2012年安徽高考
4.已知海王星的直径为地球的4倍，海王星 表面的重力加速度与地球表面的重力加速度 大致相等，求海王星的质量。（已知地球半径
约为6400km，g取10m/s2 ， G=6.67×10-11Nm2/kg2 ）
M=9.6×1025Kg
谢谢
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（忽略地球自转影响）
2：绕着转 地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供 圆周运动的向心力。
2 “给我一个支点，我可以撬动地球。 ” 黄金代换公式 GMm gR mg 2 2 M GM gR R G

F万=F向
GMm m4 2 r 2 2 r T
4 2 r 3 M GT 2
每课三分钟
简 介
爱国主义·伟大的航天精神 了解什么是载人航天精神。载人航天精神以 人民利益为最高利益，以苦为乐，以苦为荣， 勇于创新，顽强拼搏，无私奉献。 通过学习，增强学生的国家荣誉感。引导中 学生要发扬精神，热爱祖国、敢于超越，团 结协作，学习上敢于吃苦，树立为实现伟大 中国梦努力学习的目标。
我叫周玉涛，博湖中学高中物理教师。
爱国主义•伟大的航天精神
爱 国 主 义 伟 大 的 航 天 精 神
载人航天工程是中国航天领域迄今规模最庞大、系 统最复杂、技术难度大、质量可靠性安全性要求最高和极 具风险性的一项重点工程。这项空前复杂的工程在比较短 的时间里不断取得历史性突破，一个极其重要的原因在于， 中国航天人敢于攻坚、勇于创新。从试验室到各生产企业， 从大漠深处的航天发射场到浩瀚三大洋上的远望号测量船， 到处留下了航天人攻坚的足迹，洒下了航天人登攀的汗水。 他们知难而进，顽强拼搏，在重重困难面前百折不挠，在 道道难关面前决不退缩，以惊人的毅力和勇气战胜了各种 难以想象的困难，用满腔热血谱写了共和国载人航天事业 的壮丽史诗。
海王星 冥王星
gR 2 M G
4 2 r 3 M GT 2
（r=R)
3 2 GT
• 1.已知引力常量G 和下列某几组数据，就能计算 出地球的质量，这几组数据是( BCD ) • A. 地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 • B. 月球绕地球运行的周期及月球离地心的距离 • C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行 • 的距离 • D. 若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力 • 加速度
解析：
忽略星球自转的影响:
1 2 h gt 2
Mm mg G 2 r
2h g 2 t
2hr 2 M 2 Gt
1、万有引力提供向心力推导中心天体质量
2 GMm v2 4 2 m m rm 2 r 2 r r T
Mm mg G 2 R
2、推导中心天体的密度 3 3g 3 r 4GR GT 2 R 3 3、发现未知天体
• 2.如果知道太阳的某一颗行星绕太阳运 转的轨道半径r,周期T,引力常量G，则 可求得（ B ） • A.该行星的质量 • B.太阳的质量 • C.该行星的平均密度 • D.太阳的平均密度
2005年全国Ⅱ理综,18题
3.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

GMm 2 m r 2 r
GM g 2 R


r 3 4 2 r 3 3r 3 GMm m4 2 r 2 M 2 2 3 GT GT GT R r2 T2 r=R GMm ma n 2 r 2 3g gR GMm M mg 2 4GR G R
爱 国 主 义
伟 大 的 航 天 精 神
•
(1)物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心 力与线速度、角速度以及周期的关系式。
(2)万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？
1、内容：
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在 它们的连线上，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：
m1m2 F G 2 r
同学们，你们知道太阳系各行星 是怎样运动的吗？
第六章 万有引力与航天
主讲人：周玉涛
2018年4月
学习目标
1．掌握万有引力定律在天文学中的简单应用。 2．知道利用万有引力定律提供向心力的思路， 学会列出对应的公式，推导出地球质量、中 心天体的质量和密度的不同表达式。 3．了解海王星和冥王星的发现历程,提高对科 学家们献身科学研究的认识,培养理论联系 实际,用理论指导实践的载人航天精神 2005年10月17 日，我国自主研制的神舟六号 载人飞船顺利返回。喜讯传来， 举国欢腾。中共中央、国务院、 中央军委对神舟六号载人航天 飞行获得圆满成功致电热烈祝 贺，全世界中华儿女无不为之 感到骄傲和自豪。伟大的事业 孕育伟大的精神，伟大的精神 推动伟大的事业。载人航天工 程是当今世界高新技术发展水 平的集中体现，是衡量一个国 家综合国力的重要标志。