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1、 天问遂古之初,谁传道之?上下未形,何由考之?.夜光何德,死则又育?厥利维何,而顾菟在腹?.导入：从嫦娥奔月到“阿波罗”上天第五章第五章 万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用2021/8/11 星期三1空间探索之月球之旅空间探索之月球之旅 1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星上天，拉开了人类航天时代的序幕。前苏联宇航员加加林，于1961年4月12日，乘坐前苏联“东方号”飞船，环绕地球飞行了一圈，历时近两个小时，成为第一位进入太空的人。在人类探索宇宙空间的道路上，留下了许多光辉的足迹，积累了大量丰富的资源。加加林2021/8/11 星期三2 月球是距离地球最近的天体(约38万公里)，是
2、人类进行太空探险的第一站。前苏联1959年发射的月球2号探测器在月球着陆，这是人类的航天器第一次到达地球以外的天体。同年10月，月球3号飞越月球，发回第一批月球背面的照片。1970年发射的月球16号着陆于丰富海，把100克月球土壤送回了地球美国的“徘徊者”3-5号月球探测器 2021/8/11 星期三3“勘测者”月球探测器美国发射的月球轨道器“阿波罗”11号的登月舱 2021/8/11 星期三4“阿波罗”11号宇航员阿尔德林在月球表面宇航员阿尔德林在美国国旗旁留影。“阿波罗”15号的月球车“阿波罗”11号宇航员阿尔德林迈出登月舱 2021/8/11 星期三5“阿波罗”17号的月球车在月球上行驶
3、。环绕月球飞行的“月球勘探者”探测器 2021/8/11 星期三62021/8/11 星期三7嫦娥一号2021/8/11 星期三8问题问题:人类登月的梦想终于实现人类登月的梦想终于实现,那么人类是如何实现这梦想呢那么人类是如何实现这梦想呢?第第5章万有引力定律及其应用章万有引力定律及其应用第第1节节 万有引力定律及常量的测定万有引力定律及常量的测定2021/8/11 星期三91、行星运动的规律、行星运动的规律2021/8/11 星期三10“地心说地心说”模型模型代表人物：代表人物：亚里士多德；托勒密（一）、地心说（一）、地心说托勒密于公元二世纪，提出了自己的宇宙结构学说，即“地心说”.地心说认
4、为地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他的行星都绕地球运动 地心说直到16世纪才被哥白尼推翻.托 勒 密2021/8/11 星期三11太阳“日心说日心说”模型模型代表人物：代表人物：哥白尼哥白尼（二）日心说哥白尼在16世纪提出了日心说日心说认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动1543 年哥白尼的天体运行论 出版，书中详细描述了日心说理论.哥 白 尼2021/8/11 星期三12太阳系模型第谷开普勒伽利略牛顿2021/8/11 星期三13（三）开普勒三定律（三）开普勒三定律所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。1.开普勒第一定律开普勒第一定律：
5、FF椭圆有两个焦点太阳行星开普勒(1571-1630)是德国近代著名的天文学家、数学家物理学家和哲学家 2021/8/11 星期三142.开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。S1S2S1S2=2021/8/11 星期三153.开普勒第三定律开普勒第三定律：所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。太阳行星FFROR：半长轴T：公转周期2021/8/11 星期三16、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（）A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。、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
6、阳位于行星轨道的中心处。、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。、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、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。的二次方的比值都相等。D2021/8/11 星期三17、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期、行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期T的平方与轨道半径的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则则常数常数k的大小的大小()A.只与恒星的质量有关只与恒星的质量有关 B.与恒星的质量及行星的的质量有关与恒星的
7、质量及行星的的质量有关 C.只与行星的质量有关只与行星的质量有关 D.与恒星的质量及行星的的速度有关与恒星的质量及行星的的速度有关 小结：小结：R3/T2=k，无论是对于不同行星绕太阳转还是，无论是对于不同行星绕太阳转还是 对于不同卫星绕同一个行星转，都是合适的，对于不同卫星绕同一个行星转，都是合适的，只是只是k值不同，值不同，k与行星或卫星无关，仅与中与行星或卫星无关，仅与中 心天体有关。心天体有关。A2021/8/11 星期三18、地球绕太阳运动的轨道半长轴为、地球绕太阳运动的轨道半长轴为1.501011m，周期为周期为365d；月球绕地球运动的轨道半长轴为月球绕地球运动的轨道半长轴为3.
8、82108m，周期为，周期为27.3d，则对于绕太阳运动的，则对于绕太阳运动的行星，行星，R3/T2的值为（的值为（）m3/s2；对于绕地；对于绕地球运动的物体，球运动的物体，R3/T2的值为（的值为（）m3/s2。2.510287.5 10222021/8/11 星期三19牛顿牛顿在前人研究成在前人研究成果的基础上，凭借果的基础上，凭借他超凡的数学能力他超凡的数学能力发现了发现了万有引力定万有引力定律律，比较完美的给，比较完美的给出了天体的运动规出了天体的运动规律。律。2、万有引力定律、万有引力定律2021/8/11 星期三20自自然然界界中中任任何何两两个个物物体体都都是是相相互互吸吸引引
9、的的，引引力力的的大大小小跟跟这这两两个个物物体体的的质质量量的的乘乘积积成成正正比比，跟它们的距离的二次方成反比跟它们的距离的二次方成反比F=Gr2m1m2（一）定律内容（一）定律内容（二）、表达式（二）、表达式2021/8/11 星期三211.m1.m1 1、m m2 2是两个物体的质量是两个物体的质量 2.r2.r是两个物体间的距离：是两个物体间的距离：公式说明：公式说明：均匀球体指球心间距离均匀球体指球心间距离对于相距很远可看做质点的物对于相距很远可看做质点的物体，指质点间的距离体，指质点间的距离在均匀球体内部所受万有引力在均匀球体内部所受万有引力为零为零2021/8/11 星期三22
10、3.G3.G为常量，叫引力常量为常量，叫引力常量（三）定律适用的条件（三）定律适用的条件 万有引力定律适用于计算万有引力定律适用于计算质点间的引力质点间的引力G=6.6710G=6.6710-11-11N Nm m2 2/kg/kg2 2在数值上等于两个质量为在数值上等于两个质量为1kg1kg的物体相距的物体相距1m1m时的相互作用力时的相互作用力2021/8/11 星期三23（四）万有引力定律发现的意义（四）万有引力定律发现的意义1.1.第一次揭示了自然界中的一种基本第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律相互作用规律2.2.使人们建立了信心：人们有能力理使人们建立了信心：人们有能力理解天地间各种事物解天地间各种事物2021/8/11 星期三242021/8/11 星期三253、引力常数的测定及其意义、引力常数的测定及其意义卡文迪许实验2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三272021/8/11 星期三282021/8/11 星期三29行星绕太阳运动2021/8/11 星期三30银河系2021/8/11 星期三312021/8/11 星期三32