万有引力理论的成就课件.pptxVIP

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第四节万有引力理论的成就

复习:万有引力定律内容: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.公式:F=G式中:m1和m2为两物体的质量r为两物体间的距离G引力常数为6.67×10-11N·m2/kg2

一、明确各个物理量中心天体M01转动天体m02轨道半径r03中心天体半径R04高度h05r=R+h06

重力、万有引力和向心力之间的关系FGF向F万GF万GF向r两极:F万=G赤道:F万=G+F向重力和向心力是万有引力的两个分力(1)静止在地面上的物体,若考虑地球自转的影响(2)静止在地面上的物体,若不考虑地球自转的影响黄金代换式(3)若物体是围绕地球运转,则有万有引力来提供向心力Gr2mMma

亨利·卡文迪许卡文迪许(HenryCavendish,1731.10.10.~1810.3.10.)英国化学家、物理学家。他的实验研究持续达50年之久。一、生平简介01推算地球质量和密度:卡文迪许测量地球的密度是从求牛顿的万有引力定律中的常数着手,再推算出地球密度。他的指导思想极其简单,用两个大铅球使它们接近两个小球。从悬挂小球的金属丝的扭转角度,测出这些球之间的相互引力。根据万有引力定律,可求出常数G。根据卡文迪许的多次实验,测算出地球的平均密度是水密度的5.481倍(现在的数值为5.517,误差为14%左右),并确定了万有引力常数,计算出了地球的质量。被誉为第一个称量地球的人。卡文迪许验证万有引力定律的实验采用自己设计的“扭秤”为工具,后人称为著名的“卡文迪许实验”。二、主要科学贡献02

问题思考与讨论亨利·卡文迪许为什么被誉为第一个称量地球质量的人?为什么求引力常量的实验被称为称地球重量的实验?

科学真是迷人——称量地球的重量其中g、R在卡文迪许之前已经知道,而卡文迪许测出G后,就意味着我们也测出了地球的质量。卡文迪许把他自己的实验说成是“称量地球的重量”是不无道理的。式中M是地球的质量;R是地球的半径,即物体到地心的距离。由此解出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,即

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。

如果不知道天体表面的重力加速度,而知道它的环绕物做圆周运动的相关量,能计算天体的质量吗添加标题思考添加标题

创设情境大胆猜想1、若已知月球绕地球做匀速圆周运动的线速度V和轨道半径R3、若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和轨道半径R2、若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T和线速度V上面三式中,因为线速度与角速度实际操作中不能直接测量,周期可以,所以我们用得最多的公式将会是第三个公式求地球质量M解得解得

一、计算天体的质量地球绕太阳做匀速圆周运动,太阳的质量需要条件:地球线速度v;地球轨道半径r。需要条件:地球角速度ω;地球轨道半径r需要条件:地球公转周期T;地球轨道半径r不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期T都是不同的,但是由不同行星的r、T计算出来的太阳质量必须是一样的!上面这个公式能保证这一点吗?所以对于不同的行星太阳的质量是可以保证是一样的。注意:用测定环绕天体(如卫星)的轨道半径和周期方法测量,不能测定其自身的质量.

例1宇航员站在一个星球表面上的某高处h自由释放一小球,经过时间t落地,该星球的半径为r,你能求解出该星球的质量吗?解:得得

设围绕太阳运动的某个行星的质量为m,r是行星与太阳之间的距离,T是行星公转的周期。求太阳的质量M。解:由万有引力提供向心力有,例2

怎样计算天体的密度?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,求地球密度?由万有引力等于

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