【世纪金榜】2016版高中物理6.4万有引力理论的成就（教学示范课）课件新人教版必修2

如果以水星绕太阳做匀速圆周运动为研究对象，需要知道哪些量才能求得太阳的质量水星的公转周期及公转半径水星和地球的公转周期和公转半径是不同的，用两者的数据求解出来的太阳的质量样吗水水地地即开普勒第三定律可得地地水水水水地地你现在能弄明白开普勒第三定律中的与什么有关吗根据前面的探究，请同学们归纳总结计算天体的质量的基本思路。

表面法法忽略天体自转绕行法找到个绕其运动的天体或卫星自主检测要计算地球的质量，除已知的些常数外，还必须知道些数据，现给出下列各组数据，可以计算出地球质量的有已知地球的半径已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和线速度已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期和线速度地球的公转周期和公转半径拓展天体密度的计算用表面法求质量然后求天体自身的密度用绕行法求天体的质量然后求天体的密度当时自主检测若已知太阳的个行星绕太阳运转的轨道半径为，周期为，引力常数为，则可求得该行星的质量太阳的质量该行星的平均密度太阳的平均密度请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题问题笔尖下发现的行星是哪颗行星问题人们用类似的方法又发现了哪颗星三发现未知天体当时有两个青年英国的亚当斯和法国的勒威耶在互不知晓的情况下分别进行了整整两年的工作。

年亚当斯先算出结果，但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁。

年月日，勒威耶把结果寄到了柏林，却受到了重视。

柏林天文台的伽勒于年月日晚就进行了搜索，并且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星。

海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明。

科学史上的段佳话发现未知天体英国的亚当斯和法国的勒维耶年月日晚，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柏林天文台理论轨道实际轨道海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不致于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另颗新星的存在在预言提出之后，年月日，汤博发现了这颗新星冥王星发现未知天体三发现未知天体海王星的发现和年英国天文学家哈雷根据万有引力定律正确预言了哈雷彗星的回归最终确立了万有引力定律的地位，也成为科学史上的美谈。

诺贝尔物理学奖获得者，物理学家冯劳厄说“没有任何东西向牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树起人们和地球的公转周期和公转半径是不同的，用两者的数据求解出来的太阳的质量样吗水水地地即开普勒第三定律可得地地水水水水地地你现在能弄明白开普勒第三定律中的与什么有关吗根据前面的探究，请同学们归纳总结计算天体的质量的基本思路。

表面法法忽略天体自转绕行法找到个绕其运动的天体或卫星自主检测要计算地球的质量，除已知的些常数外，还必须知道些数据，现给出下列各组数据，可以计算出地球质量的有已知地球的半径已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和线速度已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期和线速度地球的公转周期和公转半径拓展天体密度的计算用表面法求质量然后求天体自身的密度用绕行法求天体的质量然后求天体的密度当时自主检测若已知太阳的个行星绕太阳运转的轨道半径为，周期为，引力常数为，则可求得该行星的质量太阳的质量该行星的平均密度太阳的平均密度请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题问题笔尖下发现的行星是哪颗行星问题人们用类似的方法又发现了哪颗星三发现未知天体当时有两个青年英国的亚当斯和法国的勒威耶在互不知晓的情况下分别进行了整整两年的工作。

年亚当斯先算出结果，但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁。

年月日，勒威耶把结果寄到了柏林，却受到了重视。

柏林天文台的伽勒于年月日晚就进行了搜索，并且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星。

海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明。

科学史上的段佳话发现未知天体英国的亚当斯和法国的勒维耶年月日晚，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柏林天文台理论轨道实际轨道海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不致于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另颗新星的存在在预言提出之后，年月日，汤博发现了这颗新星冥王星发现未知天体三发现未知天体海王星的发现和年英国天文学家哈雷根据万有引力定律正确预言了哈雷彗星的回归最终确立了万有引力定律的地位，也成为科学史上的美谈。

诺贝尔物理学奖获得者，物理学家冯劳厄说“没有任何东西向牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树起人们对年轻的物理学的尊敬。

从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国”四小结了解了万有引力定律在天文学中具有的重要意义万有引力和重力的关系重力是万有引力的个分力，忽略自转时，两者近似相等天体表面或任意高度处重力加速度的求算黄金代换式的认识求天体质量的两种方法表面法和绕行法名宇航员来到星球上，如果该星球的质量为地球的半，它的直径也为地球的半，那么这名宇航员在该星球上的重力是他在地球上的重力的倍倍倍倍近地人造卫星和绕地球做匀速圆周运动的周期分别为和，设在卫星卫星各自所在的高度上的重力加速度大小分别为，则可以发射颗人造卫星，使其圆轨道满足的条件是与地球表面上纬度线非赤道是共面的同心圆与地球表面上经度线是共面的同心圆与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地面是运动的与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地面是静止的宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成个双星系统它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，从而使它们绕着共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为，两星到共同圆心的距离分别为和，那么，这双星系统中两颗恒星的质量关系是这两颗恒星的质量必定相等这两颗恒星的质量之和为这两颗恒星的质量之比为∶∶必有颗恒星的质量为解析选对于两星有共同的周期，由牛顿第二定律得，所以两星的质量之比∶∶，正确由上式可得正确，错误，正确故正确答案为万有引力理论的成就回顾如图所示，虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为与，则两球间万有引力的大小为回顾关于万有引力定律及其公式，下列说法不正确的是万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用天体间的万有引力与它们的质量成正比，与其间的距离成反比万有引力与质量距离和万有引力常量都成正比当趋于零时，万有引力趋于无穷大物体间的万有引力总是等大反向，是对平衡力不同星球上，引力常量的数值是不同的公式中的为引力常量，是个没有单位的常数，其数值是牛顿测定的地球周围物体所受的重力其实就是地球对物体的万有引力物体所受重力的方向与所受万有引力的方向定不相同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。

重力是万有引力的个分力实际上随地球自转的物体向心力远小于重力，在忽略自转的影响下万有引力大小近似等于重力大小。

如何求天体表面高度处重力加速度可求天体表面重力加速度，看课本页第题离示点到天体中心的距表力加速度，表示天体周围点的重即或我们还可以从中总结出条规律黄金代换式若不考虑地球自转的影响，地面上物体的重力等于地球对它的引力。

其中在卡文迪许之前已经知道，而卡文迪许测出后，就意味着我们也测出了地球的质量。

思考卡文迪许为什么把他自己的实验说成是“称量地球的重量”“科学真是迷人”自主检测已知地球半径为，求地球的质量。

二天体质量的计算行星例如地球作圆周运动的向心力是由什么力来提供的应用万有引力可算出地球的质量，能否算出其它天体的质量呢例如太阳地球作圆周运动的向心力是由太阳对地球的万有引力来提供的太阳建立物理模型行星例如地球绕太阳做匀速圆周运动地球作圆周运动的向心力是由太阳对地球的万有引力来提供的引引该表达式与地球环绕天体质量有没有关系总结推广求解思路环绕天体的向心力由中心天体对其万有引力独家提供具体方法特点须知道待求天体的环绕天体的运行规律，且与环绕天体的质量无关中心天体环绕天体二计算天体的质量思维扩展计算地球的质量，除了开始的方法外，还可以怎么求借助于月球，那么需要知道哪些量月球绕地球运行的周期天，月球与地球的平均距离拓展回答下面个小问题。

如果以水星绕太阳做匀速圆周运动为研究对象，需要知道哪些量才能求得太阳的质量水星的公转周期及公转半径水星和地球的公转周期和公转半径是不同的，用两者的数据求解出来的太阳的质量样吗水水地地即开普勒第三定律可得地地水水水水地地你现在能弄明白开普勒第三定律中的与什么有关吗根据前面的探究，请同学们归纳总结计算天体的质量的基本思路。

表面法法忽略天体自转绕行法找到个绕其运动的天体或卫星自主检测要计算地球的质量，除已知的些常数外，还必须知道些数据，现给出下列各组数据，可以计算出地球质量的有已知地球的半径已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径和线速度已知卫星绕地球做匀速圆周运动的周期和线速度地球的公转周期和公转半径拓展天体密度的计算用表面法求质量然后求天体自身的密度用绕行法求天体的质量然后求天体的密度当时自主检测若已知太阳的个行星绕太阳运转的轨道半径为，周期为，引力常数为，则可求得该行星的质量太阳的质量该行星的平均密度太阳的平均密度请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题问题笔尖下发现的行星是哪颗行星问题人们用类似的方法又发现了哪颗星三发现未知天体当时有两个青年