高一物理萬有引力定律及引力常量的測定

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1、 天問遂古之初,誰傳道之?上下未形,何由考之?.夜光何德,死則又育?厥利維何,而顧菟在腹?.導入：從嫦娥奔月到“阿波羅”上天第五章第五章 萬有引力定律及其應用萬有引力定律及其應用空間探索之月球之旅空間探索之月球之旅 1957年10月4日，前蘇聯第一顆人造衛星上天，拉開了人類航天時代的序幕。前蘇聯宇航員加加林，于1961年4月12日，乘坐前蘇聯“東方號”飛船，環繞地球飛行了一圈，歷時近兩個小時，成為第一位進入太空的人。在人類探索宇宙空間的道路上，留下了許多光輝的足跡，積累了大量豐富的資源。加加林 月球是距離地球最近的天體(約38萬公里)，是人類進行太空探險的第一站。前蘇聯1959年發射的月球2號

2、探測器在月球著陸，這是人類的航天器第一次到達地球以外的天體。同年10月，月球3號飛越月球，發回第一批月球背面的照片。1970年發射的月球16號著陸于豐富海，把100克月球土壤送回了地球美國的“徘徊者”3-5號月球探測器“勘測者”月球探測器美國發射的月球軌道器“阿波羅”11號的登月艙“阿波羅”11號宇航員阿爾德林在月球表面宇航員阿爾德林在美國國旗旁留影?！鞍⒉_”15號的月球車“阿波羅”11號宇航員阿爾德林邁出登月艙“阿波羅”17號的月球車在月球上行駛。環繞月球飛行的“月球勘探者”探測器 嫦娥一號問題問題:人類登月的夢想終于實現人類登月的夢想終于實現,那么人類是如何實現這夢想呢那么人類是如何實現

3、這夢想呢?第第5章萬有引力定律及其應用章萬有引力定律及其應用第第1節節 萬有引力定律及常量的測定萬有引力定律及常量的測定1、行星運動的規律、行星運動的規律“地心說地心說”模型模型代表人物：代表人物：亞里士多德；托勒密（一）、地心說（一）、地心說托勒密于公元二世紀，提出了自己的宇宙結構學說，即“地心說”.地心說認為地球是宇宙的中心，是靜止不動的，太陽、月亮及其他的行星都繞地球運動 地心說直到16世紀才被哥白尼推翻.托 勒 密太陽“日心說日心說”模型模型代表人物：代表人物：哥白尼哥白尼（二）日心說哥白尼在16世紀提出了日心說日心說認為太陽是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動1543 年哥白尼的

4、天體運行論 出版，書中詳細描述了日心說理論.哥 白 尼太陽系模型第谷開普勒伽利略牛頓（三）開普勒三定律（三）開普勒三定律所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。1.開普勒第一定律開普勒第一定律：FF橢圓有兩個焦點太陽行星開普勒(1571-1630)是德國近代著名的天文學家、數學家物理學家和哲學家 2.開普勒第二定律：太陽和行星的連線在相等的時間內掃過的面積相等。S1S2S1S2=3.開普勒第三定律開普勒第三定律：所有行星的軌道半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等。太陽行星FFROR：半長軸T：公轉周期32RKT、關于行星繞太陽運動的下列說法中正確的是（、關于

5、行星繞太陽運動的下列說法中正確的是（）A、所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動。、所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動。B、行星繞太陽運動時太陽位于行星軌道的中心處。、行星繞太陽運動時太陽位于行星軌道的中心處。C、離太陽越近的行星運動周期越長。、離太陽越近的行星運動周期越長。D、所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期、所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期 的二次方的比值都相等。的二次方的比值都相等。D、行星繞恒星的運動軌道如果是圓形，那么運行周期、行星繞恒星的運動軌道如果是圓形，那么運行周期T的平方與軌道半徑的平方與軌道半徑r的三次方的比為常數，設的三次方的比為常數，設T2/r3=k,則

6、則常數常數k的大小的大小()A.只與恒星的質量有關只與恒星的質量有關 B.與恒星的質量及行星的的質量有關與恒星的質量及行星的的質量有關 C.只與行星的質量有關只與行星的質量有關 D.與恒星的質量及行星的的速度有關與恒星的質量及行星的的速度有關 小結：小結：R3/T2=k，無論是對于不同行星繞太陽轉還是，無論是對于不同行星繞太陽轉還是 對于不同衛星繞同一個行星轉，都是合適的，對于不同衛星繞同一個行星轉，都是合適的，只是只是k值不同，值不同，k與行星或衛星無關，僅與中與行星或衛星無關，僅與中 心天體有關。心天體有關。A、地球繞太陽運動的軌道半長軸為、地球繞太陽運動的軌道半長軸為1.501011m，

7、周期為周期為365d；月球繞地球運動的軌道半長軸為月球繞地球運動的軌道半長軸為3.82108m，周期為，周期為27.3d，則對于繞太陽運動的，則對于繞太陽運動的行星，行星，R3/T2的值為（的值為（）m3/s2；對于繞地；對于繞地球運動的物體，球運動的物體，R3/T2的值為（的值為（）m3/s2。2.510287.5 1022牛頓牛頓在前人研究成在前人研究成果的基礎上，憑借果的基礎上，憑借他超凡的數學能力他超凡的數學能力發現了發現了萬有引力定萬有引力定律律，比較完美的給，比較完美的給出了天體的運動規出了天體的運動規律。律。2、萬有引力定律、萬有引力定律自然界中任何兩個物體都是相自然界中任何兩個

8、物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比跟它們的距離的二次方成反比F=Gr2m1m2（一）定律內容（一）定律內容（二）、表達式（二）、表達式公式說明：公式說明：3.G3.G為常量，叫引力常量為常量，叫引力常量（三）定律適用的條件（三）定律適用的條件 萬有引力定律適用于計算萬有引力定律適用于計算質點間的引力質點間的引力G=6.67G=6.671010-11-11N Nm m2 2/kg/kg2 2在數值上等于兩個質量為在數值上等于兩個質量為1kg1kg的物體相距的物體相距1m1m時的相互作用力時的相互作用力（四）萬有引力定律發現的意義（四）萬有引力定律發現的意義1.1.第一次揭示了自然界中的一種基本第一次揭示了自然界中的一種基本相互作用規律相互作用規律2.2.使人們建立了信心：人們有能力理使人們建立了信心：人們有能力理解天地間各種事物解天地間各種事物3、引力常數的測定及其意義、引力常數的測定及其意義卡文迪許實驗行星繞太陽運動銀河系