课件,万有引力定律及其应用

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1、万有引力定律的应用陕西省府谷中学刘崇慎案例一：预测未知天体1781年英国天文学家威廉.黑歇耳用望远镜发现了太阳系第七颗行星－天王星.1821年人们发现天王星的实际轨道与万有引力定律计算出的理论轨道有较大差异，出现一种叫“摄动”的“出轨”现象,引起了人们进行了各种猜测…….1832年英国天文学爱好者哈赛依提出一种假设，认为天王星这种“出轨”现象是由于目前尚未发现的天王星外侧的行星对它的吸引而引起的.科学史－海王星的发现同一时期，法国的年轻天文学家勒维烈也在独立地研究计算，得出了与亚当斯相同的结果.1846年9月23日晚,德国天文学家伽勒在柏林天文台用望远镜对准了勒维烈和

2、亚当斯笔下计算出的位置，终于找到了那颗神秘行星－海王星。1845年9月英国剑桥大学数学系学生亚当斯根据万有引力定律，结合数学方法进行运算，计算出了那颗行星的位置．海王星海王星地貌案例二：预言彗星回归相关资料:彗星1705年英国天文学家哈雷根据万有引力理论对1682年出现的大彗星的运动轨道进行了计算，指出它就是1531年，1607年出现的同一颗彗星，并预言它将于1758年再次出现，这个预言果然得到证实。哈雷彗星大约隔76年临近地球一次，上一次是1986年，下次来访是2061年科学史－哈雷彗星的研究哈雷彗星彗密度很小：大约0.1克/立方厘米.彗星的直径通常约为105千米，

3、彗尾常常很长达108千米。彗尾被认为是由气体和尘埃组成案例三：“称出”天体质量问题1.如何测量计算巨大物体的质量?问题2.如何测量计算地球的质量呢？议一议：根据所学知识提出自己的设想、方案.想一想:如何计算一座石碑,一头大象的质量?算一算：案例：已知地球半径约为R=6400千米，月球到地球中心距离约为r=380000千米，地球表面重力加速度约为g=10米/秒2，月球绕地球作圆周运动的周期约为T=30天，用以上条件：１求出地球质量的数学表达式(写出推算过程)．２估算地球质量有多大？解：1.设地球质量为M，月球质量为m:得Ｍ＝４π２r3ＧＴ22.地球质量为:()22πＴ＝

4、mrＧr2Ｍm由讨论与交流：如果知道地球绕太阳运动的半径和周期，你能求出谁的质量呢？根据上题思路你能算出月球的质量吗？归纳与总结1.所求天体的质量实际是中心天体的质量2.用环绕天体的量(如:r和T、r和v、r和ω)表示中心天体的质量3.用黄金代换式GM=gR2求天体质量分析与思考?知道环绕天体的运动情况(如周期T和轨道半径r)可求中心天体质量M，反过来知道中心天体质量能否求出环绕天体的运动情况?(如线速度，角速度，周期)算一算：计算天体的运动据美联社2002年１０月７日报道，天文学家在太阳系9大行星之外，又发现了一颗比地球小的多的新行星．若把它绕太阳的运动轨道看作圆,

5、已知太阳的质量为M,测得它到太阳的距离为r，求该行星的运行速度和公转周期．本节课我们学习了万有引力定律应用的哪几个方面？你得到哪些收获？回顾小结：思路与方法：１环绕天体绕中心天体的运动可近似为匀速圆周运动２做圆周运动的向心力由中心天体对环绕天体的万有引力提供３由万有引力公式和向心力公式列方程４解方程可求出中心天体的质量和环绕天体的线速度、角速度、周期等课堂练习：1、已知下列哪些数据，可以计算出地球质量：（）A．地球绕太阳运动的周期及地球到太阳表面的距离B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径C．人造地球卫星绕地球运行的线速度和运行周期D．地球半径和地球表面的重

6、力加速度（不计地球　自转的影响）BCD2、已知海王星的直径是地球的4倍，海王星表面的重力加速度和地球表面的重力加速度相等，求海王星的质量。（已知地球半径为R,表面的重力加速度为g）课外作业：1、实践与探究：假设你是第一个登上火星表面的地球人，承担着一项科考任务，测算火星的质量，你有什么办法？需要知道什么条件？2、教材94页各题。谢谢！再见！