《萬有引力理論的成就》萬有引力與宇宙航行PPT
第一部分內(nèi)容：學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解萬有引力定律在天文學(xué)上的重要應(yīng)用；
2.會(huì)用萬有引力定律計(jì)算天體質(zhì)量；
3.理解并運(yùn)用萬有引力定律處理天體問題的思路和方法。
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萬有引力理論的成就PPT，第二部分內(nèi)容：復(fù)習(xí)回顧
1.物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力公式是什么？分別寫出向心力與線速度、角速度以及周期的關(guān)系式。
2.萬有引力定律的內(nèi)容是什么？如何用公式表示？
3.重力和萬有引力的關(guān)系？
物體m在緯度為θ的位置，萬有引力指向地心，分解為兩個(gè)分力：m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運(yùn)動(dòng)的向心力和重力。
重力是萬有引力的一個(gè)分力，當(dāng)忽略了地球的自轉(zhuǎn)時(shí),可認(rèn)為重力在數(shù)值上就等于萬有引力大小。
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萬有引力理論的成就PPT，第三部分內(nèi)容：新課導(dǎo)入
“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)球。”
那我們又是怎么知道巨大的地球的質(zhì)量呢?
1.思路：地球的質(zhì)量不可能用天平稱量.
萬有引力定律是否能給予我們幫助呢?
重力是萬有引力的一個(gè)分力，當(dāng)忽略了地球的自轉(zhuǎn)時(shí),可認(rèn)為重力在數(shù)值上就等于萬有引力大小。
稱量地球的質(zhì)量
著名文學(xué)家馬克·吐溫滿懷激情地說：
“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟能贏得那么多收獲！”
思考：應(yīng)用萬有引力可算出地球的質(zhì)量，能否算出太陽的質(zhì)量呢?
1、地球公轉(zhuǎn)實(shí)際軌道是什么形狀？為了解決問題的方便，我們通常可以認(rèn)為地球在繞怎樣的軌道做什么運(yùn)動(dòng)？
2、地球作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由什么力提供的？
天體質(zhì)量的計(jì)算
求解思路：環(huán)行天體的向心力由中心天體對(duì)其萬有引力獨(dú)家提供
注意：待求天體（M）的質(zhì)量與環(huán)行天體（m）的質(zhì)量無關(guān)
黃金替換
質(zhì)量為m的物體在地球(星體)表面受到的萬有引力等于其重力，即G＝mg�？梢缘玫剑篏M＝gR2
由于G和M(地球質(zhì)量)這兩個(gè)參數(shù)往往不易記住，而g和R容易記住。所以粗略計(jì)算時(shí)，一般都采用上述代換，這就避開了萬有引力常量G值和地球的質(zhì)量M值
發(fā)現(xiàn)未知天體---海王星
在1781年發(fā)現(xiàn)的第七個(gè)行星—天王星的運(yùn)動(dòng)軌道，總是同根據(jù)萬有引力定律計(jì)算出來的有一定偏離.當(dāng)時(shí)有人預(yù)測，肯定在其軌道外還有一顆未發(fā)現(xiàn)的新星,這就是后來發(fā)現(xiàn)的第八大行星—海王星.
海王星的實(shí)際軌道由英國劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的天文愛好者勒維耶根據(jù)天王星的觀測資料各自獨(dú)立地利用萬有引力定律計(jì)算出來的.
預(yù)言并發(fā)現(xiàn)冥王星：
海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計(jì)算的不一致。于是幾位學(xué)者用亞當(dāng)斯和勒維耶的方法預(yù)言另一顆新行星的存在．
在預(yù)言提出之后，1930年，湯博發(fā)現(xiàn)了太陽系的后來曾被稱為第九大行星的冥王星
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萬有引力理論的成就PPT，第四部分內(nèi)容：�？碱}型
題組一 計(jì)算天體質(zhì)量和密度
題1［2019•廣東佛山一中高一檢測］（1）開普勒第三定律指出：行星繞太陽運(yùn)動(dòng)橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即 =k，k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量。將行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)按圓周運(yùn)動(dòng)處理，請(qǐng)你推導(dǎo)出太陽系中該常量k的表達(dá)式（已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M太）；
（2）開普勒定律不僅適用于太陽系，它對(duì)一切具有中心天體的引力系統(tǒng)（如地月系統(tǒng)）都成立。經(jīng)測定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為2.36×106 s，地球半徑取6 400 km，試估算地球的質(zhì)量M和密度ρ。（G=6.67×10-11 N•m2/kg2，計(jì)算結(jié)果均保留一位有效數(shù)字）
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萬有引力理論的成就PPT，第五部分內(nèi)容：內(nèi)容小結(jié)
1.萬有引力定律在天文學(xué)中的應(yīng)用，一般有兩條思路：
(1)地面（或某星球表面）的物體的重力近似等于萬有引力
(2)環(huán)繞天體所需的向心力由中心天體對(duì)環(huán)繞天體的萬有引力提供
2.了解了萬有引力定律在天文學(xué)中具有的重要意義.
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