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1、4.万有引力理论的成就授课教师：周亚娟第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天黑黑 洞洞1798年法国天文学家拉普拉斯从牛顿力学出发，预言了宇宙中可能存在引力非常大的大天体。他认为“宇宙中最明亮的天体，很可能我们根本就看不到它”。他大胆地假设说，如果有一个天体的密度或质量很大，达到了一个限度，这时它很可能是不可见的。因为光速也低于它的表面脱离速度，也就是说光无法离开它而最终到达我们这里。他的预测其实就是一种早期的“黑洞”理论。近代以来，爱因斯坦发表了广义相对论，越来越多的自然科学家从牛顿力学和广义相对论出发，得出了类似结论，纷纷预言“黑洞”的存在。根据爱因斯坦理论，光子是有质量的，光子到达黑
2、洞表面时也将被吸入，最多恰能绕黑洞表面做匀速圆周运动。课标要求课标要求1.认识发现万有引力定律的重要意义。认识发现万有引力定律的重要意义。2.体会科学定律对人类探索未知世界的作用。体会科学定律对人类探索未知世界的作用。复习巩固复习巩固万有引力定律万有引力定律：m2m1二、天体表面或高空某位置时，二、天体表面或高空某位置时，引力引力近似近似等于重力等于重力一、行星（或卫星）绕天体做匀速圆周运动，行星（或卫星）绕天体做匀速圆周运动，万有万有引力提供向心力引力提供向心力（g是物体所在位置的重力加速度；r为物体与天体球心的距离）计算天体的质量计算天体的质量阅读课本41页“科学真是迷人”思考回答问题一：
3、卡文迪许为何将自己测“引力常量G”的实验称作“称量地球重量”的实验，地球的质量是如何测出的呢？阅读课本42页“计算天体的质量”思考回答问题二：应用万有引力定律求解太阳质量的依据、基本思路是什么？写出相应的计算式？思考：计算出的质量是中心天体还是环绕天体的质思考：计算出的质量是中心天体还是环绕天体的质量，为什么？量，为什么？r指的是指的是什么？什么？g、R指的指的是什么？是什么？得活学活用活学活用 某地球人造卫星沿圆轨道运行，轨道半径某地球人造卫星沿圆轨道运行，轨道半径r=6.8r=6.810106 6m m，周期，周期T=5.6T=5.610103 3s s，地球半径，地球半径R=6400km
4、R=6400km，G=6.67G=6.671010-11-11NmNm2 2/kg/kg2 2，试求地球的质量以及地球表面，试求地球的质量以及地球表面的重力加速度的重力加速度。解：解：根据万有引力提供向心力根据万有引力提供向心力代入数代入数值得得M=6.01024kg得 又又 地球表面地球表面万有引力万有引力等于重力等于重力代入数代入数值得得g=9.8m/s2光子是有质量的，光子到达黑洞表面时也将被吸入，最多恰能绕黑洞表面做匀速圆周运动。讨论交流交流已知：已知：地球的地球的质量是量是M=6.01024kg，地球半径地球半径R=6400km引力常量引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，光
5、速，光速c=3108m/s。地球的密度：。地球的密度：=5.5103kg/m3 。 （2）地球的）地球的质量量M不不变，R不能超不能超过多少？多少？假设地球成为黑洞，请估算。假设地球成为黑洞，请估算。（1）地球的大小（）地球的大小（R）不）不变，质量量M不能不能 小于多大？小于多大？试通通过计算算说明：在明：在这两种情况下地球的密度分两种情况下地球的密度分别变为多少多少？是原有的多少倍？是原有的多少倍？科学史美谈科学史美谈牛顿万有引力定律再牛顿万有引力定律再次经受住实践检验。次经受住实践检验。一个新的学说绝不是一蹴而就的，也只有经过反复验证才能被人们普遍接受笔尖下发现的行星（海王星）1.查阅黑洞的相关资料。2.试根据万有引力提供向心力，推导线速度v、角速度、周期T与轨道半径r之间的关系。预习：查找我国近期发射的导航卫星的发射过程的相关资料。作作业布置布置
