万有引力的成就PPT课件
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万有引力的成就ppt
总结词
伽利略通过实验验证了自由落体的运动规律，为经典力学的发展做出了重要贡 献。
详细描述
伽利略通过实验观察和数学分析，研究了自由落体的运动规律，发现物体下落 的加速度与质量无关，这一发现为牛顿的万有引力定律奠定了基础。
02
万有引力定律的提出
牛顿的生平简介
01
牛顿出生于1643年，是英国物理学家、数学家和天 文学家。
万有引力定律的应用
天体运动的研究
计算天体轨道
万有引力定律是研究天体运动的基础，通过它我们可以计算行星、卫星和彗星的 轨道，预测它们的运动轨迹。
验证宇宙定律
万有引力定律的正确性为广义相对论和宇宙大爆炸理论提供了重要支持，帮助科 学家们验证了宇宙的膨胀和演化理论。
地球的重力研究
测量地球质量
通过万有引力定律，科学家们可以精确地测量地球的质量， 这对于地质学、气象学和地球物理学等领域的研究至关重要 。
04
对后世的影响
对物理学的贡献
奠定经典力学基础
万有引力定律的发现，为经典力学体系提供了重要支撑，使人们 对物体运动规律有了更深入的理解。
推动天文学发展
万有引力定律成功解释了行星运动规律，为天文学领域的研究提供 了有力支持。
促进物理学分支学科的形成
万有引力定律的发现和应用，催生了天体物理学、相对论等物理学 分支学科的发展。
万有引力的成就
目录
• 科学革命的开端 • 万有引力定律的提出 • 万有引力定律的应用 • 对后世的影响 • 总结与展望
01
科学革命的开端
哥白尼的日心说
总结词
哥白尼提出日心说，颠覆了长久以来 地心说的观念，为科学革命奠定了基 础。
详细描述
哥白尼在16世纪初提出了日心说，认 为太阳而不是地球是宇宙的中心，这 一理论打破了传统观念，引发了科学 界对宇宙结构的重新思考。
伽利略通过实验验证了自由落体的运动规律，为经典力学的发展做出了重要贡 献。
详细描述
伽利略通过实验观察和数学分析，研究了自由落体的运动规律，发现物体下落 的加速度与质量无关，这一发现为牛顿的万有引力定律奠定了基础。
02
万有引力定律的提出
牛顿的生平简介
01
牛顿出生于1643年，是英国物理学家、数学家和天 文学家。
万有引力定律的应用
天体运动的研究
计算天体轨道
万有引力定律是研究天体运动的基础，通过它我们可以计算行星、卫星和彗星的 轨道，预测它们的运动轨迹。
验证宇宙定律
万有引力定律的正确性为广义相对论和宇宙大爆炸理论提供了重要支持，帮助科 学家们验证了宇宙的膨胀和演化理论。
地球的重力研究
测量地球质量
通过万有引力定律，科学家们可以精确地测量地球的质量， 这对于地质学、气象学和地球物理学等领域的研究至关重要 。
04
对后世的影响
对物理学的贡献
奠定经典力学基础
万有引力定律的发现，为经典力学体系提供了重要支撑，使人们 对物体运动规律有了更深入的理解。
推动天文学发展
万有引力定律成功解释了行星运动规律，为天文学领域的研究提供 了有力支持。
促进物理学分支学科的形成
万有引力定律的发现和应用，催生了天体物理学、相对论等物理学 分支学科的发展。
万有引力的成就
目录
• 科学革命的开端 • 万有引力定律的提出 • 万有引力定律的应用 • 对后世的影响 • 总结与展望
01
科学革命的开端
哥白尼的日心说
总结词
哥白尼提出日心说，颠覆了长久以来 地心说的观念，为科学革命奠定了基 础。
详细描述
哥白尼在16世纪初提出了日心说，认 为太阳而不是地球是宇宙的中心，这 一理论打破了传统观念，引发了科学 界对宇宙结构的重新思考。
新人教版高中物理必修二《6.4 万有引力理论的成就》课件(共14张PPT)
3.太阳光经500s到达地球，地球的半径是 6.4×103km，试估算太阳质量与地球质量的比 直？（取一位有效数字） 2hR2/Gt2
5.地球表面处重力加速度g取10m/s2，地 球的半径R取6400km，引力常数G为 6.67×10-11Nm2/kg2,由上述条件，可推 得地球平均密度得表达式是 3g
4GR
把上述数据代入，可算得其直为 5．6×103
kg/m3
• 小结：
• 1、地球表面，不考虑（忽略）地球自转的
•
影响，物体的重力近似等于重力 地球质量 M gR 2
mg G Mm R2
G
• 2、建立模型求中心天体质量
• 围绕天体做圆周运动的向心力为中心天体对 围绕天体的万有引力，通过围绕天体的运动 半径和周期求中心天体的质量。
2×1030kg
5.一宇航员为了估测一星球的质量，他在该星球的表
面做自由落体实验：让小球在离地面h高处自由下落，
他测出经时间t小球落地，又已知该星球的半径为R，
试估算该星球的质量。
3×105 ：1
4.已知在月球表面以10m/s的初速度竖直上抛一物体， 物体能上升的最大高度是30m，又已知月球的半径位 1740km，试计算月球的质量。 7.6×1022kg
第四节
万有引力理论的成就
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 。
结论：向心力远小于重力， 万有引力大小近似等于重 力。
“科学真是迷人”
一.测量天体的质量
1.测量地球的质量 • 思考： （1）根据所学的知识你能解释为什么
If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
《万有引力理论的成就》ppt课件
万有引力理论在多个领域产 生了重要影响，带来了许多 重大的科学发现。
未来发展
未来，随着科学技术的进步， 我们对万有引力理论的认识 将会进一步发展。
系外行星
发现了大量的系外行星，探索 了行星系统的多样性和形成机 制。
万有引力理论在地理学的应用
地球形状研究
通过测量重力场和地震数据，帮助研究地球的形状和内部结构。
大气环流研究
重力对大气运动起到重要作用，有助于分析气候和气象现象。
海洋潮汐和洋流研究
通过研究引力对海洋的影响，帮助解析潮汐和洋流运动。
万有引力理论在演化生物学的应用
2
相对对牛顿定律的修正
爱因斯坦的广义相对论颠覆了牛顿的引力理论，提供了更准确的描述。
3
黑洞的证实
通过观测天体运动和引力透镜效应，科学家成功证实了黑洞存在。
天体运动和分类的研究
太阳系
通过研究行星运动，我们对太 阳系的组成和演化有了更深入 的了解。
星系旋转
观测星系内恒星的运动，揭示 了星系旋转的现象和特点。
3 行星运动预测
借助万有引力定律，牛顿成功预测了行星的运动轨迹。
万有引力定律及其应用
定律
引力正比于质量 引力反比于距离平方 作用力互相作用
应用
用于计算天体之间的引力力量 解释了行星轨道的稳定性 解析了行星绕太阳和卫星绕行星的运动
万有引力作用机制的深入研究
1
引力波的发现
爱因斯坦广义相对论预测了引力波的存在，该预测于2015年被实验证实。
1 暗物质问题
观测数据表明，宇宙中存在大量的暗物质，其引力作用是理论难以解释的。
2 量子引力理论
量子力学和引力理论的统一仍然是物理学的一个未解之谜。
未来发展
未来，随着科学技术的进步， 我们对万有引力理论的认识 将会进一步发展。
系外行星
发现了大量的系外行星，探索 了行星系统的多样性和形成机 制。
万有引力理论在地理学的应用
地球形状研究
通过测量重力场和地震数据，帮助研究地球的形状和内部结构。
大气环流研究
重力对大气运动起到重要作用，有助于分析气候和气象现象。
海洋潮汐和洋流研究
通过研究引力对海洋的影响，帮助解析潮汐和洋流运动。
万有引力理论在演化生物学的应用
2
相对对牛顿定律的修正
爱因斯坦的广义相对论颠覆了牛顿的引力理论，提供了更准确的描述。
3
黑洞的证实
通过观测天体运动和引力透镜效应，科学家成功证实了黑洞存在。
天体运动和分类的研究
太阳系
通过研究行星运动，我们对太 阳系的组成和演化有了更深入 的了解。
星系旋转
观测星系内恒星的运动，揭示 了星系旋转的现象和特点。
3 行星运动预测
借助万有引力定律，牛顿成功预测了行星的运动轨迹。
万有引力定律及其应用
定律
引力正比于质量 引力反比于距离平方 作用力互相作用
应用
用于计算天体之间的引力力量 解释了行星轨道的稳定性 解析了行星绕太阳和卫星绕行星的运动
万有引力作用机制的深入研究
1
引力波的发现
爱因斯坦广义相对论预测了引力波的存在，该预测于2015年被实验证实。
1 暗物质问题
观测数据表明，宇宙中存在大量的暗物质，其引力作用是理论难以解释的。
2 量子引力理论
量子力学和引力理论的统一仍然是物理学的一个未解之谜。
物理人教版(2019)必修第二册7.3万有引力理论的成就(共19张ppt)
月球探测工程的标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮
明月和一双踏在其上的脚印，象征着月球探测的终极梦想。
若宇宙飞船在月球表面绕月飞行的周期为T，月球的半径
为R，引力常量为G，若飞船只受月球引力的作用，利用上
述数据能算出(
)
A．飞船的质量
B．月球的质量
C．月球的密度
D．飞船的向心加速度
【练4】2022年10月15日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征
出该星球的质量吗？
1 2
h gt
2
Mm
mg G 2
R
2h
g 2
t
gR 2
2hR 2
M
2
G
Gt
【练2】把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径
约为1.5×1011 m，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可
估算出太阳的质量约为多少千克？太阳的密度是多少？
解：地球绕太阳运转的周期: T=365×24×60×60s=3.15×107s
7.3万有引力理论的成就
课堂引入
曾经有个男人说——“给我一个支点，我可以撬动
地球。”
——阿基米德
理论可以，
但现实不可
行。
一、“称量”地球的质量
方法一：重力加速度法(g、R）
思路：若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受
的重力mg等于地球对物体的引力。
黄金代换式
GM=gR2
G值的得出，卡文迪许被称为能称出地球质量的人
的天文学家勒维耶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。
六、预言哈雷彗星回归
哈雷依据万有引力定律，用一年时
明月和一双踏在其上的脚印，象征着月球探测的终极梦想。
若宇宙飞船在月球表面绕月飞行的周期为T，月球的半径
为R，引力常量为G，若飞船只受月球引力的作用，利用上
述数据能算出(
)
A．飞船的质量
B．月球的质量
C．月球的密度
D．飞船的向心加速度
【练4】2022年10月15日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征
出该星球的质量吗？
1 2
h gt
2
Mm
mg G 2
R
2h
g 2
t
gR 2
2hR 2
M
2
G
Gt
【练2】把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径
约为1.5×1011 m，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，则可
估算出太阳的质量约为多少千克？太阳的密度是多少？
解：地球绕太阳运转的周期: T=365×24×60×60s=3.15×107s
7.3万有引力理论的成就
课堂引入
曾经有个男人说——“给我一个支点，我可以撬动
地球。”
——阿基米德
理论可以，
但现实不可
行。
一、“称量”地球的质量
方法一：重力加速度法(g、R）
思路：若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受
的重力mg等于地球对物体的引力。
黄金代换式
GM=gR2
G值的得出，卡文迪许被称为能称出地球质量的人
的天文学家勒维耶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。
六、预言哈雷彗星回归
哈雷依据万有引力定律，用一年时
万有引力理论成就ppt课件
.
G
Mm r2
m v2 r
m r 2
m r ( 2 )2 T
m ax m.g
“科学真是迷人”
1.卡文迪许被人们称为“称量地球质量 的人”。
2.马克·吐温说：“科学真是迷人。根 据零星的事实，增添一点猜想，竟能 赢得那么多收获！”
.
三.应用一 天体质量的计算
方法一：
已知天体的半径R和球体表
3
3g 4 RG
m V
.
导出公式二
M
4 2r 3 GT 2
v 4 R 3
3 m
V .
3 r 3 GT 2R 3
若为近地卫星，则 有r≈R
3 GT
2
针对性练习
行星的密度是ρ，靠近行星表面的卫 星运转周期是T。试证明：ρT2 是一个对 于任何行星都一样的常量。
ρT2=3π /G=常量
.
五.应用三 比较行星的各个量
g月=1.68m/s2 在月球上人感觉很轻，习惯在地面行走 的人，在月球表面是跳跃前进的。
.
.
归应该是2062年,同学们一定有幸目睹它迷人的风
采!
.
Hello! Halley!
2062年＊月＊日
.
课堂小结
1.本节课学习了万有引力定律在天 文学上的成就,计算天体质量的方 法是F引=F向。
2.掌握由F引=F向得出的所有公式。
.
反馈练习
1.下列说法中正确的是（ AC） A 海王星是人们依据万有引力定律计算的 轨道而发现的 B天王星是人们依据万有引力定律计算的 轨道而发现的 C天王星的运行轨道偏离根据万有引力计算的轨 道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行 星的引力作用 D海王星是牛顿应用自己发现的万有引力定律经大 量计算而发现的
G
Mm r2
m v2 r
m r 2
m r ( 2 )2 T
m ax m.g
“科学真是迷人”
1.卡文迪许被人们称为“称量地球质量 的人”。
2.马克·吐温说：“科学真是迷人。根 据零星的事实，增添一点猜想，竟能 赢得那么多收获！”
.
三.应用一 天体质量的计算
方法一：
已知天体的半径R和球体表
3
3g 4 RG
m V
.
导出公式二
M
4 2r 3 GT 2
v 4 R 3
3 m
V .
3 r 3 GT 2R 3
若为近地卫星，则 有r≈R
3 GT
2
针对性练习
行星的密度是ρ，靠近行星表面的卫 星运转周期是T。试证明：ρT2 是一个对 于任何行星都一样的常量。
ρT2=3π /G=常量
.
五.应用三 比较行星的各个量
g月=1.68m/s2 在月球上人感觉很轻，习惯在地面行走 的人，在月球表面是跳跃前进的。
.
.
归应该是2062年,同学们一定有幸目睹它迷人的风
采!
.
Hello! Halley!
2062年＊月＊日
.
课堂小结
1.本节课学习了万有引力定律在天 文学上的成就,计算天体质量的方 法是F引=F向。
2.掌握由F引=F向得出的所有公式。
.
反馈练习
1.下列说法中正确的是（ AC） A 海王星是人们依据万有引力定律计算的 轨道而发现的 B天王星是人们依据万有引力定律计算的 轨道而发现的 C天王星的运行轨道偏离根据万有引力计算的轨 道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行 星的引力作用 D海王星是牛顿应用自己发现的万有引力定律经大 量计算而发现的
万有引力理论的成就_PPT课件PPT课件
1、内容： 自然界中任何两个物体都相互吸
引，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： F G m1m2 m1 F F m2
r2
r
引力常量：G=6.67×10－11 N·m2/kg2
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
r
mr 2
mr( 2
T
)2
M
4 2r 3
GT 2
第21页/共24页
明确各个物理量
转动天体m
轨道半经r 中心天体M 天体半经R
第22页/共24页
练习：
1.利用下列哪组数据可以计算出地球的质量
（ABCD ）
A. 地球半径R和地球表面的重力加速度g B. 卫星绕地球运动的轨道半径r和周期T
C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ω
半径r，能不能求出中心天体的质量？
F引=Fn
G
Mm r2
m
v r
2
算天体质量的两条基本思路
2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的
万有引力提供向心力
G
Mm r2
ma向
m
v2 r
mr 2
2
mr( T
)2
v2r
r3 2
M
M
G
G
4 2r3
M GT 2
只能求出中心天体的质量！！！ 第12页/共24页
第9页/共24页
计算中心天体的质量
已知: 地球半径： R = 6400×103m 月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s 月亮轨道半径: r ≈ 60R，
求： 地球的质量M？
引，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： F G m1m2 m1 F F m2
r2
r
引力常量：G=6.67×10－11 N·m2/kg2
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
r
mr 2
mr( 2
T
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M
4 2r 3
GT 2
第21页/共24页
明确各个物理量
转动天体m
轨道半经r 中心天体M 天体半经R
第22页/共24页
练习：
1.利用下列哪组数据可以计算出地球的质量
（ABCD ）
A. 地球半径R和地球表面的重力加速度g B. 卫星绕地球运动的轨道半径r和周期T
C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ω
半径r，能不能求出中心天体的质量？
F引=Fn
G
Mm r2
m
v r
2
算天体质量的两条基本思路
2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的
万有引力提供向心力
G
Mm r2
ma向
m
v2 r
mr 2
2
mr( T
)2
v2r
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M
M
G
G
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M GT 2
只能求出中心天体的质量！！！ 第12页/共24页
第9页/共24页
计算中心天体的质量
已知: 地球半径： R = 6400×103m 月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s 月亮轨道半径: r ≈ 60R，
求： 地球的质量M？
万有引力理论的成就ppt课件
mr( 2
T
)2
v2 m
( 2 r )2
m T
r
r
F ma
木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有 卫星绕木星公转。
在纸上画出你 测量木星质量的 计划草图
在一般人心目当中，物理是那样的枯燥，那样的难 懂。其实物理学是优美的，它的美表现在基本规律的 的简洁性和普适性，然而这种规律却往往隐藏于复杂 的表面现象之下。物理规律是有层次的，规律层次越 深，就越基本，就越简洁，适用范围就越广，但也就 越不容易被揭示出来。所以物理具有的是深邃而含蓄 的内在美，如果不懂物理的语言，是很难体会到的。
m r
M
可通过测环绕天体的公转周期求角速度
即
G Mm mr( 2 )2
r2
T
2
T
整理得
M
4 2r3
GT 2
M 2 1030 kg 3.3105 M 6 1024 kg
（33万倍）
太阳占太阳系总质量的99%
小结：如何测量中心天体质量
引力的作用效果
G
Mm r2
mg
G
Mm r2
ma
mr 2
赛伊旺
R l
7.2
1
180 1单位长度 158.5米
R 6248(km)
地球的平均半径
R 6370(km)
如何测量太阳的质量？
m r
M
m r F引
M
行星绕太阳以角速度ω作匀速圆周运动，向心力由引力提供。
F向 F引
F引
GMm r2
由
F向 ma
可得
G Mm ma r2
如何求环绕天体的向心加速度呢？
G 6.7 1011(N m2 / kg2 )
物理人教版(2019)必修第二册7.3万有引力的理论成就(共15张ppt)
ρ
=
3π
GT
2
计 1、物体在天体表面时受到的重力等于万有引力
算 天
Mm mg G R2
M gR2 G
体 质
黄金代换：GM＝gR 2
量 2、行星（或卫星）做匀速圆周运动的向心力由
的 万有引力提供
基 本
G
Mm r2
ma向
v2 m
r
mr 2
mr( 2
T
)2
思
路
只能求出中心天体的质量!！
二、发现未知天体——笔尖下发现的行星 海王星
r =1.5×1011m T = 365天 = 3.15 ×107 s G = 6.67 ×10-11 Nm2 / kg2
r
M
1.研究对象 2.运动分析 3.受力分析 4.动力学方程
m
F引 = Fn
G
Mm R2
=
m
4π 2
T2
r
M
=
4π 2r 3
T 2G
能否由这些数据求地球质量?
总结：“T-r”模型 万有引力提供向心力
英国的亚当斯和法国的勒维耶
柏林天文台
1846年9月23日晚, 由德国的伽勒在柏 林天文台用望远镜 在勒维耶预言的位 置附近发现了这颗 行星——海王星。王星的发现和哈 雷彗星的“按时回归 ”确立了万有引力定 律的地位，也成为科 学史上的美谈
7.3万有引力理论的成就
第谷：几千个数据 开普勒：三个定律
牛顿
F
=
G
m1m2 r2
卡文迪许：几个铅球测量G
问题1：设地球表面附近重力加速度g， 地球半径R,万有引力常量 G，试估算地 球的质量（忽略地球自转）
g = 9.8m / s2 R = 6.4×106 m G = 6.67 ×10-11 Nm2 / kg2
新人教版高中物理必修二 6.4 万有引力理论的成就 (共23张PPT)
2、登月飞行器关闭发动机后在离月球表面h的空中沿 圆形轨道绕月球飞行，周期是T，已知月球半径是R， 引力常量为G，根据这些数据计算月球的平均密度。
三、发现未知天体
笔尖下发现的行星
在18世纪发现的第七个行星——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一定偏离.当时有人预测，肯
定在其轨道外还有一颗未发现的新星. 英国亚当斯和法国勒维
w
一、实验室称量地球的质量
通过万有引力定律称量地球的质量，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。根据零星的事实，增 添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”
这话虽然出自一位外行人之口，却道出了科 学发现的精髓。
二、计算天体的质量
应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量
பைடு நூலகம்
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 10:07:15 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
三、发现未知天体
笔尖下发现的行星
在18世纪发现的第七个行星——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一定偏离.当时有人预测，肯
定在其轨道外还有一颗未发现的新星. 英国亚当斯和法国勒维
w
一、实验室称量地球的质量
通过万有引力定律称量地球的质量，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。根据零星的事实，增 添一点猜想，竟能赢得那么多收获！”
这话虽然出自一位外行人之口，却道出了科 学发现的精髓。
二、计算天体的质量
应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量
பைடு நூலகம்
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 10:07:15 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
人教版高中物理必修2-万有引力理论的成就-(19张)-PPT优秀课件
行 天 体 中心
天体
人教版高中物理必修2-6.4 万有引力理论的成就-课件(共19张PPT )【PPT 优秀课 件】- 精美版
人教版高中物理必修2-6.4 万有引力理论的成就-课件(共19张PPT )【PPT 优秀课 件】- 精美版
绕
行
天
中心
体
天体
G
Mm r2
m
4 2
T2
r
M 4 2r3
GT 2
小结
• 1、地球表面，不考虑（忽略）地球自转的影
•
响，物体的重力近似等于重力
地球质量
G
Mm
mg
• 2、建立模型对围
绕天体的万有引力，通过围绕天体的运动半径
和周期求中心天体的质量。
G
Mm r2
m
2r
m
2
T
2
r
人教版高中物理必修2-6.4 万有引力理论的成就-课件(共19张PPT )【PPT 优秀课 件】- 精美版
488.5N
1789年，英国物理学家卡文迪许 在实验室测出了引力常量，成为“称” 出地球质量的第一人。
一、忽略星球自转的影响 ，星 球对物体的万有引力等于重力
GMmmg R2
得 M gR2
G
学生活动
月球质量 M= 7.3×1022kg
地球半径：R = 1.7×103km 月球表面重力加速度为多大？这对宇 航员在月球表面的行动会产生什么影 响
人教版高中物理必修2-6.4 万有引力理论的成就-课件(共19张PPT )【PPT 优秀课 件】- 精美版
海王星地貌
人教版高中物理必修2-6.4 万有引力理论的成就-课件(共19张PPT )【PPT 优秀课 件】- 精美版 人教版高中物理必修2-6.4 万有引力理论的成就-课件(共19张PPT )【PPT 优秀课 件】- 精美版
天体
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绕
行
天
中心
体
天体
G
Mm r2
m
4 2
T2
r
M 4 2r3
GT 2
小结
• 1、地球表面，不考虑（忽略）地球自转的影
•
响，物体的重力近似等于重力
地球质量
G
Mm
mg
• 2、建立模型对围
绕天体的万有引力，通过围绕天体的运动半径
和周期求中心天体的质量。
G
Mm r2
m
2r
m
2
T
2
r
人教版高中物理必修2-6.4 万有引力理论的成就-课件(共19张PPT )【PPT 优秀课 件】- 精美版
488.5N
1789年，英国物理学家卡文迪许 在实验室测出了引力常量，成为“称” 出地球质量的第一人。
一、忽略星球自转的影响 ，星 球对物体的万有引力等于重力
GMmmg R2
得 M gR2
G
学生活动
月球质量 M= 7.3×1022kg
地球半径：R = 1.7×103km 月球表面重力加速度为多大？这对宇 航员在月球表面的行动会产生什么影 响
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海王星地貌
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7.3万有引力理论的成就课件(22张PPT)
G
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
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
物理必修人教版万有引力理论的成就-ppt精品课件
3
解得：
M V
3r 3
GT 2R3
当卫星在行星表面做近地 运行时，可近似认为
R=r
3
GT 2
物理必修2人教版 6.4万有引力理论的成就 (共21张PPT)
F引 F合
天体质量 体积公式 密度公式 天体密度
表面型
环绕型
Mm G mg
R2
G
Mm
m
2
2
r
r2
T
gR2 M
G
M 4 r2 3
GT 2
物理必修2人教版 6.4万有引力理论的成就 (共21张PPT)
例：已知地球的一颗人造卫星的运行周期为 T 、 轨道半径为 r ，地球的半径 R ，求地球的质
量和密度？
解：
G
Mm r2
m
2
T
2
r
得：M
4 2r3
GT 2
球体体积公式：
物理必修2人教版 6.4万有引力理论的成就 (共21张PPT)
V 4 R3
复习回顾
万有引力定律（牛顿）
一、万有引力定律的发现思路和方法
进一步猜想
月-地检验
更大胆地猜想 得到万有引力定律 检验万有引力定律的普适性
提出猜想——理论推导——实验检验 二、万有引力定律
宇宙中的任何两物体之间都存在 着相互作用的引力
F＝G
m1m2 r2
三、卡文迪许的扭秤实验
验证了万有引力的存在；
测出了引力常量G的大小从而使万有引力定律进 入了真正实用的时代。
C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ω
D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T
物理必修2人教版 6.4万有引力理论的成就 (共21张PPT)
解得：
M V
3r 3
GT 2R3
当卫星在行星表面做近地 运行时，可近似认为
R=r
3
GT 2
物理必修2人教版 6.4万有引力理论的成就 (共21张PPT)
F引 F合
天体质量 体积公式 密度公式 天体密度
表面型
环绕型
Mm G mg
R2
G
Mm
m
2
2
r
r2
T
gR2 M
G
M 4 r2 3
GT 2
物理必修2人教版 6.4万有引力理论的成就 (共21张PPT)
例：已知地球的一颗人造卫星的运行周期为 T 、 轨道半径为 r ，地球的半径 R ，求地球的质
量和密度？
解：
G
Mm r2
m
2
T
2
r
得：M
4 2r3
GT 2
球体体积公式：
物理必修2人教版 6.4万有引力理论的成就 (共21张PPT)
V 4 R3
复习回顾
万有引力定律（牛顿）
一、万有引力定律的发现思路和方法
进一步猜想
月-地检验
更大胆地猜想 得到万有引力定律 检验万有引力定律的普适性
提出猜想——理论推导——实验检验 二、万有引力定律
宇宙中的任何两物体之间都存在 着相互作用的引力
F＝G
m1m2 r2
三、卡文迪许的扭秤实验
验证了万有引力的存在；
测出了引力常量G的大小从而使万有引力定律进 入了真正实用的时代。
C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度ω
D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T
物理必修2人教版 6.4万有引力理论的成就 (共21张PPT)
万有引力理论的成就课件ppt
“请你把你们的望远镜指向黄经 326°处宝瓶座内的黄道上的一点,你
就将在此点约 1°的区域内发现一个圆而明亮的新行星……”你知道
这段话的背景吗?
1.了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系,计算地球质
量。
2.知道行星绕恒星运动、卫星绕行星运动的共同点:万有引力作为行
星、卫星圆周运动的向心力;会用万有引力定律计算天体的质量。
3.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
一、计算中心天体的质量和密度
计
算
地
球
的质
量
(1)若不考虑地球自转的影响,地面上质量为 m 的物体所受的
重力等于地球对物体的万有引力
(2)公式:mg=G 2
2
(3)地球质量:M=
计算
其
他天
体
的质
量
(1)将行星(或卫星)的运动近似看做匀速圆周运动,行星(或卫
4π23
T 2
计算天体的质量,再利用 ρ=4
3
3π
计算天
体的密度,注意 r 是指天体运动的轨道半径,而 R 是指中心天体的半
径,只有贴近中心天体运行时才有 r=R。
行星的平均密度为 ρ,靠近行星表面的卫星的周期为 T,试证明 ρT 2 为
一个常数。
提示:设行星的半径为 R,对卫星有 G
(
)
A.“天宫”一号的运行速率小于“神舟”十号的运行速率
B.“天宫”一号的周期小于“神舟”十号的周期
C.“天宫”一号的向心加速度大于“神舟”十号的向心加速度
D.“天宫”一号的角速度大于“神舟”十号的角速度
解析:由
2
G 2 =m 得
v=
就将在此点约 1°的区域内发现一个圆而明亮的新行星……”你知道
这段话的背景吗?
1.了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系,计算地球质
量。
2.知道行星绕恒星运动、卫星绕行星运动的共同点:万有引力作为行
星、卫星圆周运动的向心力;会用万有引力定律计算天体的质量。
3.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。
一、计算中心天体的质量和密度
计
算
地
球
的质
量
(1)若不考虑地球自转的影响,地面上质量为 m 的物体所受的
重力等于地球对物体的万有引力
(2)公式:mg=G 2
2
(3)地球质量:M=
计算
其
他天
体
的质
量
(1)将行星(或卫星)的运动近似看做匀速圆周运动,行星(或卫
4π23
T 2
计算天体的质量,再利用 ρ=4
3
3π
计算天
体的密度,注意 r 是指天体运动的轨道半径,而 R 是指中心天体的半
径,只有贴近中心天体运行时才有 r=R。
行星的平均密度为 ρ,靠近行星表面的卫星的周期为 T,试证明 ρT 2 为
一个常数。
提示:设行星的半径为 R,对卫星有 G
(
)
A.“天宫”一号的运行速率小于“神舟”十号的运行速率
B.“天宫”一号的周期小于“神舟”十号的周期
C.“天宫”一号的向心加速度大于“神舟”十号的向心加速度
D.“天宫”一号的角速度大于“神舟”十号的角速度
解析:由
2
G 2 =m 得
v=
人教版高中物理必修二《3 万有引力理论的成就》课件
距离是r,行星的公转周期是T,已知引力常量G。根据行星做圆周
运动的向心力由它们之间的万有引力提供,得 G
4π2 3
的质量为 m 太=
2
太
2
=
4π2
,太阳
2
。
2.计算行星质量:若已知卫星绕行星运动的周期T和卫星与行星之
4π2 3
间的距离r,根据万有引力提供向心力得行星的质量m行 =
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
变式训练2如图所示,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕
质量为m和2m的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是(
)
A.甲的向心加速度的大小比乙的小
B.甲的运行周期比乙的小
C.甲的角速度比乙的大
D.甲的线速度比乙的大
解析:根据万有引力提供向心力,因为 m 甲=0.5m 乙,r 甲=r 乙,根据
地球的质量?(2)如何能测得太阳的质量呢?
要点提示:(1)人的重力近似认为等于受到的万有引力,根据
mg=G
地
2
可求地球质量。(2)地球绕太阳转动时的向心力由万有引
力提供,根据
太 地
=m
2
地
2π 2
r
可求太阳质量。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳
1.天体质量的计算
(1)“自力更生法”:若已知天体(如地球)的半径R和表面的重力
)
A.太阳对各小行星的引力相同
B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心
加速度值
D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线
运动的向心力由它们之间的万有引力提供,得 G
4π2 3
的质量为 m 太=
2
太
2
=
4π2
,太阳
2
。
2.计算行星质量:若已知卫星绕行星运动的周期T和卫星与行星之
4π2 3
间的距离r,根据万有引力提供向心力得行星的质量m行 =
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
变式训练2如图所示,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕
质量为m和2m的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是(
)
A.甲的向心加速度的大小比乙的小
B.甲的运行周期比乙的小
C.甲的角速度比乙的大
D.甲的线速度比乙的大
解析:根据万有引力提供向心力,因为 m 甲=0.5m 乙,r 甲=r 乙,根据
地球的质量?(2)如何能测得太阳的质量呢?
要点提示:(1)人的重力近似认为等于受到的万有引力,根据
mg=G
地
2
可求地球质量。(2)地球绕太阳转动时的向心力由万有引
力提供,根据
太 地
=m
2
地
2π 2
r
可求太阳质量。
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳
1.天体质量的计算
(1)“自力更生法”:若已知天体(如地球)的半径R和表面的重力
)
A.太阳对各小行星的引力相同
B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心
加速度值
D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线
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美国2001 年发射， 并于2006 至2008年 访问冥王 星的宇宙 飞船
小结本课： GM=gR2
黄金代换式
（1）已知中 心天体的半径 R和表面g
mg
G2）某星体m围绕
中心天体M做圆周
运动的周期为T，
G
Mm r2
m 2 r
M
4 2r3
GT 2
半径为r
（3）中心 天体密度
4、理解:普遍性、相互性、宏观性、特殊性
1789年，英国物理学家卡文 迪许在实验室利用扭秤实验 测出了引力常量。
卡文迪许
同时向外界宣称“我测量出 了地球的质量”。
万有引力与重力： F支 已知：地球半径6400km
F向
求一个1kg的物体放在地
球表面的最大向心力？
F引 mg
结论：由于地球自转对物体 的影响很小，我们可以不考 虑地球自转的影响，近似认 为地面上物体的重力就等于 地球与物体间的万有引力。
v 4 R 3
3
M
V
3 r 3 GT 2R
3
当R=r，
3 GT
2
三、发现未知天体
１、“笔尖下发现的行星” 海王星 的英发国现剑桥大学的学生，23岁的亚当斯发现根
据万有引力定律计算得出的天王星轨道与它的真 实轨道总有偏差，预言了新行星的存在。并计算 出了新行星的轨道。
同年，法国的勒维列也算出了同样的结果， 并把预言的结果寄给了柏林天文学家加勒．
M v2r 需要条件：环绕天体线速度v；
G
环绕天体轨道半径r。
m2r G Mm r2
M 2r3 G
需要条件：环绕天体角速度ω； 环绕天体轨道半径r。
例、太阳光到达地球表面所需的时间为 t=500s，
地球绕太阳运行一周的时间为T=365天，试估算
出太阳的质量（取一位有效数字）。
解：由
G
Mm r2
即：F引=mg
一、计算天体质量的两条基本思路
1、物体在天体表面时受到的
重力等于万有引力
mg G Mm R2
M gR2 G
黄金代换：GM＝gR 2
g---------天体表面的重力加速度 R--------天体的半径
测天体质量：
2、根据一个天体的环绕另一个 天体的运动情况，万有引力提供向 心力．
海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的 不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维耶列的方法预言另 一颗行星的存在。
在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗行 星——冥王星。冥王星的实际观测轨道与理论计算的一致， 所以人们确认，冥王星是太阳系最外一颗行星了．
实际轨道
理论轨道
冥王星与其卫星
练习：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
二、天体密度的计算
M
4 2r 3 GT 2
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
M V
3r 3
GT 2R3
（当卫星在天体表面 做近地飞行呢？）
M 3g V 4RG
3
GT 2
方法归纳：
万
有 思路一：天体 引 表面重力近似 力 等于万有引力
定
律
的 思路二：天体运
应 动中，万有引力
用
提供物体圆周运 动向心力
测天体的质量、密度 重力加速度g 行星、卫星的运动
同步卫星
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
加勒把望远镜对准勒维列预言的位置，果然 发现有一颗新的行星——就是海王星.
海王星
海王星地貌
２、冥王星的发现
海王星发现之后，人们发现它的轨道 也与理论计算的不一致．于是几位学者用 亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新行星
的存在．
在预言提出之后，1930年，汤博（Tom baugh）发现了这颗行星——冥王星．冥 王星的实际观测轨道与理论计算的一致， 所以人们确认，冥王星是太阳系最外一颗 行星了．
6.4 万有引力理论的成就
1、内容： 自然界中任何两个物体都相互吸
引，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： F G m1m2 m1 F F m2
r2
r
引力常量：G=6.67×10－11 N·m2/kg2
r：质点(球心)间的距离
3、条件: 质点或均质球体
m
4 2
T2
r
M 4 2r3
GT 2
得：
4 2 (500 3108 )3
6.67 1011 (365 24 3600)2
kg
2 1030 kg
思考：如何测月球的质量？
• 神舟五号飞船轨道半径6700km.
环绕地球绕一圈所花时间为
90min.
M地
4 2r3
GT 2
地球质量 M= 6.0×1024kg
这样，利用万有引力定律和圆周 运动的知识，可列出方程，导出计 算中心体地球的质量的公式．
绕
行
天
中心
体
天体
G
Mm r2
m
4 2
T2
r
4 2r3
M GT 2
注意：此方法只能求解中心天体的
质量，不能求解环绕天体的质量。
根据围绕天体的卫星的其它运动情况， 万有引力提供向心力的．
mv2 G Mm
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