最新--新课标-万有引力理论的成就 精品
新教材高中物理《万有引力理论的成就》PPT课件完美1
二、计算天体的质量
提出问题
3.若已知某行星的质量为m，轨道半径为r，公转周 期为T，引力常量为G，请用以上物理量表示太阳的 质量。
二、计算天体的质量
提出问题
4.由行星的运动情况求解太阳质量的方法能否推广为 求解天体质量的一般方法? 结论：可以。可根据绕中心天体运行的天体的运动情 况求解中心天体的质量，如：根据行星的运动求恒星 的质量；或根据卫星的运动求解行星的质量等。
记下时间为T，试回答：只利用这些数据，能否估算出月球的质量? 为什么?
三、发现未知天体
提出问题
1.海王星为什么被称为“笔尖上发现的行星”？
结论:勒维耶和亚当斯根据天王星的运行轨迹，预言在天王星的附近， 还有一颗新的行星。1846年9月23日晚,德国的天文学家伽勒在勒维耶 预言的位置附近发现了这颗行星。
巩固练习
1.已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的 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球的距离 C.人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行的周期 D.若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度
巩固练习
巩固练习
3.一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，若
二、计算天体的质量
提出问题
二、计算天体的质量
拓展结论
二、计算天体的质量
提出问题
典型 例题
典型 例2 1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上烙下了人类 例题 第一只脚印，迈出了人类征服宇宙的一大步。在月球上，如果阿
姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤测出质量为m的仪器的重力为F; 而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱，在月球表面附近飞行一周，
Jinxing education
新教材高中物理 7.3 万有引力理论的成就课件 新人教版必修2
设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为
r的匀速圆周运动。
(1)由G =m 得v=
,r越大,天体的v越小。
Mm
v2
GM
r2
r
r
(2)由G Mm =mω2r得ω= GM ,r越大,天体的ω越小。
r2
r3
(3)由G Mm =m( 2 )2r得T=2π r3 ,r越大,天体的T
r2
T
GM
越大。
(4)由G Mm =man得an= GM ,r越大,天体的an越小。
【典例示范】 我国古代神话传说中:地上的“凡 人”过一年,天上的“神仙”过一天。如果把看到一次 日出就当作“一天”,某卫星的运行半径为月球绕地球 运行半径的 ,则该卫星上的宇航员24 h内在太空中 度过的(“天”) 1数约为(已知月球的运行周期为27天)
36
A.1
B.8
C.16
D.24
【解析】选B。根据天体运动的公式 得到8rr次1233 日TT出1222 ,,B解项得正卫确星。运行的5×1015 kg/m3 D.5×1018 kg/m3
【审题关键】
序号 ①
② ③
信息提取
该星体轨道上的物体做匀速圆周运动的周 期为 5.19 ms
球体体积公式V=
4 3
πR3
万有引力恰好提供向心力
【解析】选C。星体自转的最小周期发生在其赤道上的
A.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度 B.b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度 C.c加速可追上同一轨道上的b D.b减速可等候同一轨道上的c
【解析】选B。根据G Mm =m v2 ,解得v= GM ,则b、c 线速度大小相等,且小于r2 a的线r速度,故A错误r ,B正确;c 加速,万有引力不够提供向心力,做离心运动,离开原轨 道,所以不会与同轨道上的卫星相遇,故C错误;b减速, 万有引力大于所需向心力,卫星做近心运动,离开原轨 道,所以不会与同轨道上的卫星相遇,故D错误。
万有引力理论的成就-人教版新高中物理必修第二册课件-ppt精品课件
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•
5. 科 学 家 在对 黄 化 豌 豆 幼苗 切 段 的 实 验研 究 中 发 现 ，低 浓 度 的 生 长素 促 进 细 胞 的伸 长 ， 但 生 长素 浓 度 增 高 到一 定 值时 ， 就 会 促 进切 段 中 乙 烯 的合 成 ， 而 乙 烯含 量 的 增 高 ，
反过来又抑制 了 生长 素 促 进 切 段细 胞 伸 长 的 作用 。
•
1.某林场中繁 殖 力 极 强 老鼠 种 群 数 量 的增 长 会 受 密 度制 约
•
2.鱼塘中某种 鱼 的 养 殖 密度 不 同 时 ,单 位 水 体 该 鱼的 产 量 有 可 能相 同
•
3.物体的两个 分 运 动 是 直线 运 动 ， 则 它们 的 合 运 动 一定 是 直 线 运 动
•
4.若两个互成 角 度 的 分 运动 分 别 是 匀 速直 线 运 动 和 匀加 速 直 线 运 动， 则 合 运 动 一定 是 曲 线 运 动
M v2r G
M 2r3
G
M
4 2r3
GT 2
7.3万有引力理论的成就-人教版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共15 张PPT)
知识拓展
m
宇宙飞船m绕某星球表面近地
飞行，已知宇宙飞船绕星球飞
行一周的时间为T0，求该星球
的密度？
3r 3
GT 2 R3
MR
o
7.3万有引力理论的成就-人教版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共15 张PPT)
7.3万有引力理论的成就-人教版（201 9）高 中物理 必修第 二册课 件(共15 张PPT)
课前导入
阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什 么名言？
高一物理必修件万有引力理论的成就
宇宙演化的未来与万有引力的关系
宇宙的膨胀与收缩
01
万有引力与暗能量之间的竞争将决定宇宙未来的命运，是继续
膨胀还是最终收缩。
天体的演化与归宿
02
万有引力影响着恒星的演化过程以及最终归宿，如白矮星冷却
、中子星自转减慢等。
新物理理论的探索
03
对万有引力的深入研究将有助于揭示宇宙演化的奥秘，并推动
新物理理论的发展。
万有引力在现代物理学中的应用前景
宇宙学研究
天体物理学应用
万有引力理论是研究宇宙大尺度结构、星 系形成和演化等宇宙学问题的基础。
万有引力在天体物理学中应用于研究恒星 、行星、黑洞等天体的形成和演化过程。
引力波天文学
统一场论的研究
随着引力波探测技术的发展，万有引力在 引力波天文学中将发挥重要作用，有助于 揭示宇宙的奥秘。
高一物理必修件万有
引力理论的成就
汇报人：XX
20XX-01-23
• 引言 • 万有引力定律 • 万有引力与天体运动 • 万有引力与宇宙演化 • 万有引力与现代物理学的发展 • 万有引力理论的成就与意义
目录
01
引言
万有引力理论的提
牛顿的苹果故事
传说中牛顿因观察到苹果落地而引发 了对万有引力的思考，进而提出了万 有引力定律。
05
万有引力与现代物理学的发
展
现代物理学的发展概述
1 2
经典物理学的危机
19世纪末，经典物理学在解释黑体辐射、光电效 应等现象时遇到困难，引发了物理学危机。
量子力学的诞生
20世纪初，普朗克、爱因斯坦、玻尔等科学家提 出量子理论，奠定了量子力学基础。
3
相对论的提出
爱因斯坦在20世纪初提出狭义相对论和广义相对 论，对经典物理学进行了深刻改造。
《万有引力理论的成就》 学习任务单
《万有引力理论的成就》学习任务单一、学习目标1、理解万有引力定律在天文学中的应用，如计算天体的质量、密度等。
2、掌握利用万有引力定律求解天体运动问题的方法。
3、了解万有引力定律在现代科学技术中的重要意义。
二、学习重难点1、重点（1）利用万有引力定律计算天体的质量和密度。
（2）理解并运用“环绕法”求解中心天体的质量。
2、难点（1）不同情况下万有引力的计算与应用。
（2）综合运用天体运动的规律和万有引力定律解决实际问题。
三、学习方法1、理论学习：认真学习万有引力定律的公式和相关概念，理解其物理意义。
2、实例分析：通过对具体天体运动问题的分析，掌握运用万有引力定律解题的方法。
3、小组讨论：与同学交流讨论，分享对难题的思路和见解，加深对知识点的理解。
四、学习内容（一）回顾万有引力定律1、万有引力定律的内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。
2、公式：＄F ＝G\frac{m_1m_2}｛r^2}＄，其中$G$为引力常量，＄G ＝ 667×10^｛－11} N·m^2/kg^2$。
（二）计算天体的质量1、“环绕法”假设某一行星绕中心天体做匀速圆周运动，轨道半径为$r$，周期为$T$。
根据万有引力提供向心力，有$G\frac{Mm}｛r^2} ＝m\frac{4\pi^2}｛T^2}r$，可得中心天体的质量$M ＝＼frac{4\pi^2r^3}｛GT^2}＄。
例 1：已知地球绕太阳公转的周期约为 365 天，日地平均距离约为15×10^11 m，试估算太阳的质量。
解：＄T ＝365×24×3600 s ≈ 315×10^7 s$，＄r ＝ 15×10^｛11} m$＄M ＝＼frac{4\pi^2r^3}｛GT^2} ＝＼frac{4×314^2×（15×10^｛11}）＾｛3}｝｛667×10^｛－11}×（315×10^7)＾｛2}｝kg ≈ 20×10^｛30} kg$2、已知天体的半径$R$和表面重力加速度$g$在天体表面，物体所受重力近似等于天体对物体的万有引力，即$mg ＝ G\frac{Mm}｛R^2}＄，可得天体的质量$M ＝＼frac{gR^2}｛G}＄例 2：某星球的表面重力加速度约为地球表面重力加速度的 6 倍，半径约为地球半径的 2 倍，试估算该星球的质量。
新教材《万有引力理论的成就》PPT完美课件人教版
（三）.基本思路
1.“天上”：万有引力提供向心力
一条龙：F
ma=G
Mm r2
＝m
v2 r
=mr
2
=mr
2
T
2
2.“人间”：万有引力近似等于重力
mg =GMm/R2
黄金代换：GM＝gR 2
例3.（多选）要计算地球的质量，除已知的一些常数外还需要知 道某些数据，下列给出的各组数据中，可以计算出地球质量的是 （ ABC ） A．已知地球半径R B．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和轨道半径r C．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T D．已知地球公转的周期T'及轨道半径r'
•
2.自然而然即为自由自在，是人生的 最高境 界，也 必然是 书法的 最高境 界。
•
3.历代书家正是在观察、体悟、回归 自然的 过程中 ，提炼 了书法 的点画 样式， 丰富了 书法的 生命意 象，升 华了书 法的审 美境界 ，终将 书法内 化为书 家的人 格修养 和心性 表达。
•
4.由于人的情绪、意志、身体状况等 方面因 素的影 响，有 时会使 测谎仪 发生误 判。为 了弥补 这些细 小的缺 陷，科 学家叉 开始了 新的探 索。
新教材《万有引力理论的成就》PPT完 美课件 人教版 1
G
G
M地m r2
m
v2 r
和
G
M地m r2
mr
2
T
2
，以上两式联立，消掉r，得
M
地
v3T
2G
，所以
选项C正确 。
若已知地球的公转周期和轨道半径，只能求出地球围绕的中心天体——太阳的质量，所以
选项D错误 。
万有引力理论的成就+教学设计 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册+
万有引力理论的成就一、教学目标1.物理观念①了解万有引力定律在天文学上的应用,会用万有引力定律计算天体的质量、密度。
2.科学思维①通过学习测量计算天体质量、密度的方法，来体验科学的迷人之处。
3.科学探究通过未知天体的发现，使学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的唯物主义的观点。
4.科学态度与责任①通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点。
②体会应用知识的乐趣,感受物理就在身边,激发学生学习的兴趣。
二、教学重难点教学重点：了解万有引力定律在天文学上的应用。
教学难点：会用万有引力定律计算天体的质量、密度。
三、教学分析高一学生正处于从初中物理的定性分析到高中物理的定量讨论；从初中的形象思维到高中的抽象思维；从心理学的角度分析他们的一般能力已经具备，具有一定的观察力、记忆力、抽象概括力、想象力。
但其创造能力还比较欠缺，对于利用已有知识创造出新的概念、理论的能力很弱；在学习过程中对知识点的把握还不是很准确，数学的推理能力较弱；但学生对感性材料的认知能力较强，接受新知识的能力也很强.四、教学过程活动1【导入】（一）.预习内容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。
2.万有引力定律的公式：__________。
3.画出两个图形：（1）地球，在图上标出地球的质量和地球的半径。
（2）日地系统，在图上标出太阳、地球的质量和太阳的半径，及日地距离。
4.如果一个球的半径为R，那么这个球的体积公式：________。
5通过预习，试写出本节课讲述了万有引力理论取得了哪几个方面的成就？同时并对自己在预习过程中没有解决的那部分进行标注（在括号中填写）（2）预习部分处理方法1.课件展示各小组的完成及得分情况，表扬做好的好的小组，鼓励得分较少的小组。
2.点评学生出错比较多的地方，找学生在电子白板上展示。
活动2【讲授】精讲点拨、合作探究1.科学真迷人----地球质量的测量在卡文迪许发现引力常量G之前，人们就知道了地球的半径R和地球表面的重力加速度g，试用G、R和g这三个物理量表示地球的质量M。
高中物理人教版必修课件-万有引力理论的成就-ppt精品课件
节
A. 地球半径R和地球表面的重力加速度g
决 定
成
B. 卫星绕地球运动的轨道半径r和周期T
败 ，
态
度
C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ω
决 定
一
切
D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T
Mm mg G R2
G M r2 m m a 向 m v r2m r2m r(2 T)2
制作人：王怀龙
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
制作人：王怀龙
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
高一物理备课组
1、重力等于万有引力
细
节
两
mg G Mm R2
M gR2 G
决 定 成 败
条 基
黄 金 代 换 ： G M ＝ gR 2
节 决
有 引 力 定
正比，与它们之间距离r的二次方成反比。
定 成
败
F G m m 2、公式：
12 2
m1 F
F m2
， 态
度
r
决
r 引力常量：G=6.67×10－11 N·m2/kg2
定 一 切
律
r：质点(球心)间的距离
3、条件: 质点或均质球体
4、理解:普遍性、相互性、宏观性、特殊性
制作人：王怀龙
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
高中物理人教版必修2课件：6.4万有 引力理 论的成 就(共21 张PPT)
计算太阳高的一物质理备量课组
7.3万有引力理论的成就课件(22张PPT)
m1m 2
2r 、G m1m 2 =m (2πf)2r ,r +r =L,
=m
(2πf)
1
1
2
2
1 2
L2
L2
2 2 3
4
f L ,故选项A错误,选项B正确;
联立解得:m1+m2=
G
v1=2πfr1、v2=2πfr2解得v1+v2=2πfL,故选项C正确;
各自的自转角速度无法估算,故选项D错误。 【正确答案】BC
1、英国亚当斯和法国勒维耶。根据天
哈雷依据万有引力定律，发现 1531 年、
王星的观测资料，利用万有引力定律
1607 年和 1682 年出现的这三颗彗星轨
计算出这颗“新”行星的轨道。德国
道看起来如出一辙，他大胆预言，这三
的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现
次出现的彗星是同一颗星，周期约为 76
了这颗行星，人们称其为“笔尖下发
）
【典例6】宇航员站在某星球的一个斜坡上，以初速度v0水平扔出一个小球，经过时
间t小球落在斜坡上，经测量斜坡倾角为 θ，星球半径为R，引力常量为G，求星球的
质量。
【解析】小球位移偏向角为θ：
v0
tan
ϴ
y
x
g
2v0 tan
t
G
Mm
mg
R2
2v0 R 2 tan
M
Gt
专题：双星题型
定点做周期相同的匀速圆周运动。根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在缓
慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（
）
A．双星相互间的万有引力增大
B．双星做圆周运动的周期增大
高中物理人教版必修2万有引力理论的成就
万有引力理论的成就★新课标要求（一）知识与技能1、了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
2、会用万有引力定律计算天体质量。
3、理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法。
（二）过程与方法1、通过万有引力定律推导出计算天体质量的公式。
2、了解天体中的知识。
（三）情感、态度与价值观体会万有引力定律在人类认识自然界奥秘中的巨大作用，让学生懂得理论来源于实践，反过来又可以指导实践的辩证唯物主义观点★教学重点1、行星绕太阳的运动的向心力是由万有引力提供的。
2、会用已知条件求中心天体的质量。
★教学难点根据已有条件求中心天体的质量。
★教学方法教师启发、引导，学生自主阅读、思考，讨论、交流学习成果。
★教学工具有关练习题的投影片、计算机、投影仪等多媒体教学设备★教学过程（一）引入新课教师活动：上节我们学习了万有引力定律的有关知识，现在请同学们回忆一下，万有引力定律的内容及公式是什么？公式中的G 又是什么？G 的测定有何重要意义？学生活动：思考并回答上述问题：内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
公式：F=G 221r m m .公式中的G 是引力常量，它在大小上等于质量为1 kg 的两个物体相距1 m 时所产生的引力大小，经测定其值为6.67×10—11 N ·m 2/kg 2。
教师活动：万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，人们有能力理解天地间的各种事物。
这节课我们就共同来学习万有引力定律在天文学上的应用。
（二）进行新课1、“科学真实迷人”教师活动：引导学生阅读教材“科学真实迷人”部分的内容，思考问题［投影出示］：1、推导出地球质量的表达式，说明卡文迪许为什么能把自己的实验说成是“称量地球的重量”？2、设地面附近的重力加速度g=9.8m/s 2，地球半径R =6.4×106m ，引力常量G=6.67×10-11 Nm 2/kg 2，试估算地球的质量。
人教版高中物理必修万有引力理论的成就精品
《万有引力理论的成就》教学设计徽州一中胡根华【教材分析】本节教材简要介绍了万有引力理论在天文学上的重要应用，即“计算天体的质量”，“发现未知天体”。
教材首先通过“科学真是迷人”，在不考虑地球自转影响的情况下，认为地面上的物体所受重力和引力相等，进而得到只要知道了地球表面的重力加速度和引力常量，即可计算出地球的质量。
这种设计思路既给出了应用万有引力定律解决问题的一种思路，也展示了万有引力理论的魅力——“称量地球的质量”。
教材随后作为示范，以计算太阳质量为例，给出了运用万有引力定律计算天体质量的方法，思路清晰，表述规范。
最后从科学史的角度，简要介绍了亚当斯和勒维耶发现海王星的过程，都显示了万有引力理论的巨大成就。
因此，通过这一节课的学习，一方面要使学生了解运用万有引力定律解决问题的思路和方法，另一方面还要能体会到科学定律对人类探索未知世界的作用，激发学习兴趣和对科学的热爱之情。
【学情分析】学生在学习本节内容之前，已经学习了匀速圆周运动的相关知识，知道匀速圆周运动的向心力由合外力提供，初步掌握了利用牛顿第二定律和向心力表达式处理匀速圆周运动的方法。
在前一节又学习了万有引力定律，但不熟悉运用万有引力定律解决实际问题的思路和方法。
学生对天文学的研究方法相对比较陌生，不了解万有引力理论所取得的成就。
【教学设计思想】在本节课的教学中，有两条主线：一是引导和启发学生通过“称量地球的质量”，“计算天体的质量”的学习，明晰万有引力定律运用的思路和方法。
这是学生需要掌握的最基本的知识与技能。
二是通过“发现未知天体”、“成功预测彗星的回归”和“我国天文观测的成就”等史实材料的展示，提供给学生丰富的感性认识，让他们体会在科学技术高速发展的现时代，前辈科学家所做的巨大贡献和已经取得的成就的奠基作用，也让他们感觉到科学的美妙与科学定律发现的意义和价值，培养学生对科学的热爱。
这也是本教学设计的亮点所在，即最大限度地关注学生科学情感态度的培养和树立正确的科学价值观。
高中新教材人教物理必修件万有引力理论的成就
万有引力理论在现代物理学中的地位和作用
1 2 3
基础理论
万有引力理论是现代物理学的基础理论之一，对 于理解天体运动、宇宙演化等自然现象具有重要 意义。
天体物理学中的应用
万有引力理论在天体物理学中发挥着重要作用， 用于解释行星运动、恒星演化、星系形成等天体 现象。
宇宙学中的应用
万有引力理论对于宇宙学的研究至关重要，它提 供了理解宇宙大尺度结构、暗物质、暗能量等问 题的理论基础。
宇宙航行与太空探索
宇宙航行
利用航天器在太空中进行航行， 包括月球探测、火星探测等深空 探测任务，以及载人航天、空间
站建设等载人航天任务。
太空探索的意义
太空探索有助于人类了解宇宙的形 成和演化，寻找外星生命和文明， 拓展人类的生存空间和发展前景。
面临的挑战
太空探索面临着技术、经济、政治 等多方面的挑战，需要国际合作和 共同努力来推动太空探索事业的发 展。
量子引力理论
为了解决这一矛盾，物理学家尝试将万有引力理论与量子力学相结合，提出了量子引力理 论。该理论试图在微观尺度上统一描述引力和其他基本相互作用。
统一场论
统一场论是物理学家的一个长期目标，旨在将万有引力理论、电磁理论、弱相互作用和强 相互作用统一在一个理论框架内。尽管目前尚未实现这一目标，但万有引力理论与量子力 学的统一仍是物理学研究的重要方向。来自人造地球卫星的发射与运行
发射过程
人造地球卫星通过运载火箭发射升空 ，进入预定轨道后绕地球运行。
轨道类型
运行特点
卫星在轨道上运行时，受到地球引力 的作用，同时需要克服空气阻力等因 素的影响，因此需要不断调整轨道和 姿态以保持稳定运行。
根据卫星的轨道形状和高度，可分为 地球同步轨道、太阳同步轨道、低地 球轨道等类型。
人教版新教材《万有引力理论的成就》教学课件2
人教版（2019）高中物理必修第二册 课件： 7.3 万有引力理论的成就(共24张PPT)
小结
1、应用万有引力定律可以计算天体的质量和密度
G
Mm r2
mg
M 4 2r 3
GT 2
2、 应用万有引力定律还可以发现未知天体
人教版（2019）高中物理必修第二册 课件： 7.3 万有引力理论的成就(共24张PPT)
人教版（2019）高中物理必修第二册 课件： 7.3 万有引力理论的成就(共24张PPT)
牛 刀 小
例3、地球表面处重力加速度g=10m/s2， 地球的半径R=6400km，引力常数
试 G=6.67×10-11Nm2/kg2,由上述条件，可
推得地球平均密度得是 5.6×103 kg/m3
解：由
mg
第七章 万有引力与宇宙航行
7.3万有引力理论的成就
1665年，22岁的牛顿是剑桥 大学三一学院的学生，由于严 重的鼠疫，大学停课，牛顿只 好在家隔离。在隔离的18个月 中，牛顿停课不停学，潜心钻 研——
发明了微积分
初步提出了万有引力定律
艾萨克 牛顿（1643~1727）
开启了光学的研究
温故而知新
A.p/q2 B.pq2 C.p/q D.pq
人教版（2019）高中物理必修第二册 课件： 7.3 万有引力理论的成就(共24张PPT)
人教版（2019）高中物理必修第二册 课件： 7.3 万有引力理论的成就(共24张PPT)
4、某星球的密度与地球的密度相同，但它表面的重 力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质
人教版（2019）高中物理必修第二册 课件： 7.3 万有引力理论的成就(共24张PPT)
F向
高中物理必修27.4万有引力理论的成就新课标
万有引力理论的成就一.教学目标1、知道万有引力定律在天文和航天领域发挥的巨大作用．2、会用万有引力定律计算天体的质量3、体会科学规律对人类探索和认识未知世界的意义．二.教学重点万有引力定律及在天文和航天领域发挥的巨大作用．三.教学难点万有引力定律的应用方法四.教学过程㈠．自主学习1．天体质量的计算通过天文观测到某行星的一个卫星运动的周期为T，轨道半径为r，若把卫星的运动近似看成匀速圆周运动，试求出该行星的质量。
2．测天体表面（附近）的重力加速度（1）天体表面的重力加速度（2）天体上空h高处的重力加速度3．发现末知天体如海王星和冥王星的发现㈡、过程与方法例1：已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是（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球的距离C．人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期D．若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度例2：登月火箭关闭发动机后在离开月球表面112km的空中沿圆形轨道运行,周期是120.5min,月球的半径是1740km,根据这些数据计算月球的质量和平均密度.7.16×1023kg2.7×103kg/m3例3：两颗靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动时，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示，设双星的质量分别为m1和m2，他们之间的距离为L。
求双星运行轨道半径r1和r2以及运行的周期T.㈢．课堂练习1、若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍则该星球质量是地球质量的（D ）A、0.5倍B、2倍C、4倍D、8倍2、若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（ B ）A、π32GTB、23GTπC、π42GTD、24GTπ3、为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（ AC ）A 、运转周期和轨道半径B 、质量和运转周期C 、线速度和运转周期D 、环绕速度和质量4、在某行星上，宇航员用弹簧称称得质量为m 的砝码重量为F ，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为T ，根据这些数据求该星球的质量。
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万有引力理论的成就教学设计
一、教学分析
1 课标要求:知道万有引力定律。
认识发现万有引力定律的重要意义，体会科学定律对
人类探索未知世界的作用。
2 学习对象分析
1) 学生的年龄特点和认知特点
高一的学生学习兴趣浓厚，他们的观察不只停留在一些表面现象，具有更深层次的
探究愿望。
在思维方式上由初中形象思维为主向高中抽象思维为主过渡。
2)学习者在学习本课之前应具备的基本知识和技能
知道万有引力定律及其应用条件，圆周运动相关知识。
3、学习者在即将学习的内容前已经具备的水平。
学生知道知道万有引力定律，引导学生把万有引力定律应用在天文学上。
3 教学内容分析
本节教材先介绍通过万有引力计算地球质量，让学生体会万有引力的神奇。
再介绍天体质量的计算，最后介绍发现未知天体的应用。
体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
二、教学目标
1知识与技能目标
1）给出地球到太阳的距离能根据万有引力定律计算太阳的质量
2）了解万有引力在发现未知天体的作用
2过程与方法目标
通过了解万有引力在天文学上的应用体会科学定律对人类探索未知世界的作用。
3情感态度与价值观
了解并体重物下落与天体运动的多样性与统一性，知道万有引力定律对科学发展所起的重要作用，关注并思考与物理学相关的热点问题，有可持续发展的意识，能在力所能及的范围内，为社会的可持续发展做出贡献。
学习活动组织
四、教学(学习)过程(活动)设计
一） 地球质量的计算
在质量为M 、半径为R 的地球表面上，如果忽略地球自转的影响，质量为m 的物体的重力加速度g ，可以认为是由地球对它的万有引力产生的．由万有引力定律和牛顿第二定律有：
mg R Mm
G
=2
则该天体表面的重力加速度为：2
R GM
g =
由此式可知，地球表面的重力加速度是由地球的质量和半径决定的．而又因为地球是椭球的赤道的半径大，两极的半径小，所以赤道上的重力加速度小，两极的重力加速度大．也可让学生发挥得：离地球表面的距离越大，重力加速度越小．
二） 天体质量的计算
应用万有引力定律可以计算天体的质量.基本思路是：根据行星（或卫星）运动的情况，求出行星（或卫星）的向心加速度，而向心力是由万有引力提供的，这样，列出方程即可求得中心天体（太阳或行星）的质量.
假设m′是太阳的质量，m是某个行星的质量，r是它们之间的距离，T是行星公转的周期，那么行星做匀速圆周运动所需的向心力为
由此可以解出
天体的质量是很难直接测量的，牛顿提出万有引力定律以后，人们发现可以应用万有引力定律来计算天体的质量。
我们可以用这样的方法计算出太阳的质
量。
地球绕太阳的运动，可以近似看作匀速圆周运动，向心力为：
太阳对地球的引力，即向心力。
要测出地球绕太阳运动的轨道半径和周期就可以求出太阳的质量了。
三）协作探究：搜集太阳系九大行星的有关参数计算下列质量。
1怎样计算地球质量？有几种方法？
2怎样计算月球质量？
3怎样计算土星质量？怎样计算土卫六的质量？
4怎样计算木星质量？
5怎样计算火星质量？
6怎样计算水星质量？
7怎样计算金星质量？
8怎样计算天王星质量？
9怎样计算海王星质量？
10怎样计算冥王星质量？
太阳与九大行星数据对照表（赤道直径以地球直径6370公里为一单位）
四）发现未知天体
海王星的发现是应用万有引力定律取
得辉煌成就的例子.
在18世纪，人们已经知道太阳系有7
个行星，其中1781年发现的第七个行星
──天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有比较大的偏离.当时有人推测，在天王星轨道外面还有一个未发现的行星，它对天王星的作用引起了上述偏离.英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维列根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗新行星的轨道.1846年9月23日晚，德国的加勒在勒维列预言的位置附近发现了这颗新行星.后来，天文学家把这个行星叫做海王星.
用同样的方法，在1930年3月14日，人们发现了太阳系的第9个行星──冥王星.
海王星、冥王星的发现，显示了万有引力对研究天体运动的重要意义.
五、教学结构流程的设计
六、学习评价设计。