万有引力知识回顾.ppt

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1、,万有引力,一、知识回顾：,1、天体运动的两种学说,在古代，人们对于天体的运动存在着_和_两种对立的看法。,地心说,日心说,一、知识回顾：,地球,2、地心说,内容:认为_是静止不动的，_是宇宙的中心，太阳和月亮以及其他行星绕_转动。,代表人物：_,地球,地球,托勒密,托勒密（90-168）,一、知识回顾：,地球,3、日心说,太阳,哥白尼,内容:_并不是宇宙的中心，_是静止不动的，地球和其他行星都是围绕着太阳做_运动,代表人物：_,匀速圆周,太阳,单1下列说法正确的是()A地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B.太阳是宇宙的中心，所有天体都绕太阳运动C.太阳是静止不动的，地球和其他

2、行星都绕太阳运动D“地心说”和哥白尼提出的“日心说”现在看来都是不正确的,D,一、知识回顾：,4、开普勒行星运动定律,第一定律：,太阳,行星,b,a,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。,一、知识回顾：,4、开普勒行星运动定律,第二定律：,对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。,一、知识回顾：,4、开普勒行星运动定律,第三定律：,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。,一、知识回顾：,5、开普勒行星运动定律理解,（1）、描述对象是太阳系中行星的运动规律，可是适用所有中心体模型,比如：人造卫星绕地球的运动模型,一、知识

3、回顾：,5、开普勒行星运动定律理解,近日点的速度要大于远日点的速度,如果轨道是一个圆，则行星做匀速圆周运动,不同行星与太阳的连线在相等的时间扫过的面积并不相等。,（2）、由开普勒第二定律能够得到的信息,一、知识回顾：,5、开普勒行星运动定律理解,（3）、应用开普勒第三定律要注意,如果轨道是圆，则半长轴等于圆的半径,K值只与中心体的质量有关,行星绕太阳运行的周期只与轨道半径或半长轴有关，与行星的质量、密度、大小等无关,单1.科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息可以确定：A.这颗行星的

4、公转周期与地球相等 B这颗行星的半径等于地球的半径C.这颗行星的密度等于地球的密度 D这颗行星上同样存在着生命,多2.根据德国天文学家开普勒的行星运动三定律，下列说法正确的是（）A 所有行星都绕太阳做匀速圆周运动，太阳处在圆心上B 所有行星都绕太阳做椭圆轨道运动，太阳处在椭圆的一个焦点上C 离太阳较远的行星，围绕太阳转一周的时间长D 地球绕太阳运动的速率是不变的,多3.由于多数行星的运动轨迹接近圆，开普勒行星运动规律在中学阶段可以近似处理成圆周运动，其中包括：A 行星做匀速圆周运动 B 太阳处于圆周的中心C 中的R 即为圆周的半径 D 所有行星的周期都和地球公转的周期相同,单4：关于行星绕太阳

5、运动的下列说法正确的是（）A：所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B：行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处C：离太阳越近的行星运动周期越长D：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等,D,多5、关于开普勒第三定律的公式，下列说法正确的是（）A：k值对所有天体的值都相同B：该公式适用于围绕太阳运行的所有行星C：该公式也适用于围绕地球运行的所有行星D：以上说法都不对,BC,二、是什么原因使行星绕太阳运动,？,伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。,二、是什么原因使行星绕太阳运动,？,开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用。,二、是什么原因使行星绕太

6、阳运动,？,笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动。,二、是什么原因使行星绕太阳运动,？,胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。,二、是什么原因使行星绕太阳运动,？,牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。,三、太阳对行星的引力：,追寻牛顿的足迹,引力大小跟什么有关？,1、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速

7、圆周运动的向心力为多少？,三、太阳对行星的引力：,F,太阳,行星,1、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为多少？,三、太阳对行星的引力：,F,太阳,行星,1、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为多少？,三、太阳对行星的引力：,F,太阳,行星,太阳对行星的引力:,即:,这表明：太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。,根据牛顿第三定律，行星对太阳引力F应满足,2,r,M,F,四、行星对太阳的引力：,合二为一：,注：G是比例系数，与太阳、行星的质量无关,写成等式

8、就是：,单1.关于地球和太阳，下列说法正确的是（）A.地球对太阳的引力比太阳对地球的引力小；B.地球绕太阳运转的向心力来源于太阳对地球的引力；C.太阳对地球的作用力有引力和向心力；D.在地球对太阳的引力作用下，太阳绕地球做圆周运动。,B,单2.对于太阳对行星的引力表达式下面说法正确的是（）A公式中G常量，与太阳和行星均无关；B公式中G由太阳与行星间的距离，作用力和质量决定；CM和m受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力；DM和m受到的引力总是大小相等，方向相反，是作用力和反作用力。,AD,单3、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（）A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质

9、的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力 D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比,A,多4下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是（）A.离太阳越近的行星周期越大 B.离太阳越远的行星周期越大 C.离太阳越近的行星的向心加速度越大 D.离太阳越近的行星受到太阳的引力越大,BC,多5一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有（）A.相同的速率 B.相同的加速度 C.相同的运转周期 D.相同的角速度,ACD,四、万有引力的成就,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,引力的大小与物体

10、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.,式中G=6.6710-11Nm2/kg2,G值的物理意义：,引力常量在数值上等于两个质量都是1kg的质点相距1m时的相互吸引力。,问题：如何用月-地检验万有引力正确性,比较地面的加速度与月球处地球产生的加速度,2、万有引力的几个特点：,普遍性,相互性,宏观性,3、公式使用条件：,两个可以看成质点物体之间,两个质量分布均匀的球体之间,质量分布均匀的球壳与球之间的引力之间,4、万有引力定律的两个重要推论：,在匀质球层的空腔内的任意位置处，质点受到球壳万有引力的合力为零。即F0,4、万有引力定律的两个重要推论：,在匀质球体内部距离球心r

11、处，质点受到的万有引力就等于半径为r的球体的引力,假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A.B.C.D.,A,四、万有引力理论的成就：,1、计算天体质量,如果不考试天球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于天体对物体的万有引力：,方法一：,例1、设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4106m，引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。,卡文迪许被称为能称出地球质量的人,例2、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

12、地，该星球的半径为R，你能求解出该星球的质量？,四、万有引力理论的成就：,1、计算天体质量,以环绕体为研究对象，求中心体的质量,方法二：,多3.利用下列哪组数据可以计算出地球的质量（）A.地球半径R和地球表面的重力加速度gB.卫星绕地球运动的轨道半径r和地球表面的重力加速度gC.卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度D.卫星绕地球运动的线速度V和周期T,ACD,4.已知引力常数G和下列各组数据，哪组数据能计算出一颗绕太阳运行的未知星球的质量：A.该星球绕太阳运行的周期及该星球离太阳的距离B.在该星球上平抛物体的高度和初速度C.绕星球表面附近运行卫星的速度和运行周期D.绕星球表面附近运行卫星的向心加

13、速度和该星球的重力加速度,四、万有引力理论的成就：,2、计算天体密度,5已知万有引力常量为G，则在下列给出的各种情景中，能求出月球密度的是（）A在月球表面上让一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时问t B测出月球绕地球做匀速圆周运行的周期T和轨道半径r C发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r，和卫星的周期T，D发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的探月飞船测出飞船运行的周期T,6.已知引力常数G和下列各组数据，哪组数据能计算出一颗绕太阳运行的未知星球的质量：A.该星球绕太阳运行的周期及该星球离太阳的距离B.在该星球上平抛物体的高度和初速度C.绕星球表面附近运行卫星

14、的速度和运行周期D.绕星球表面附近运行卫星的向心加速度和该星球的重力加速度,四、万有引力理论的成就：,3、发现未知天体,背景：1781年由英国物理学家威廉赫歇尔发现了天王星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测的结果有一些误差,四、万有引力理论的成就：,3、发现未知天体,海王星,海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。1846年9月23日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星”。,英国的亚当斯和法国的勒维耶,6、已知引力常量G、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为r，地球绕太阳运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有()A.地球的质量 B.太阳的质量 C.太阳的半径 D.地球绕太阳的运行速率,BD,7、组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。由此能得到半径为R、密度为、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式中正确的是()A、T=B、T=C、T=D、T=,AD,