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高中物理課程(必修二)
——6.4萬(wàn)有引力理論的成就新源縣第二中學(xué)黃建輝萬(wàn)有引力定律內(nèi)容自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引,引力的方向在
上,引力的
大小與
成正比,與
成
反比
它們的連線物體的質(zhì)量
的乘積它們之間距離r的二次方
適用條件:萬(wàn)有引力定律只適用于
之間引力大小的計(jì)算質(zhì)點(diǎn)前情回顧“稱出”地球質(zhì)量的人
卡文迪許“稱量”地球的質(zhì)量
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!馬克·吐溫“稱量”地球的質(zhì)量上面是利用什么方法“稱量”地球的質(zhì)量?物體在地球(天體)表面附近,物體重力近似等于萬(wàn)有引力還有沒(méi)有其它稱量天體的方法?
計(jì)算天體的質(zhì)量在上面“稱量”地球質(zhì)量的過(guò)程中,我們得到了一個(gè)關(guān)系式變形黃金代換公式星球表面重力加速度星球半徑注意:此公式是在重力近似等于萬(wàn)有引力的條件下得到,當(dāng)討論萬(wàn)有引力和重力的微小關(guān)系時(shí),此式不能使用黃金代換公式某個(gè)行星的質(zhì)量是m,行星與太陽(yáng)之間的距離是r,行星公轉(zhuǎn)的周期是T,那么太陽(yáng)的質(zhì)量M是多少?行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力提供向心力測(cè)出行星的公轉(zhuǎn)周期T和它與太陽(yáng)的距離r就可以算出太陽(yáng)的質(zhì)量
計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量以上是利用什么方法“稱量”太陽(yáng)的質(zhì)量?對(duì)于任一行星(環(huán)繞天體)萬(wàn)有引力提供向心力可以計(jì)算出太陽(yáng)(中心天體)的質(zhì)量計(jì)算天體質(zhì)量的方法:①根據(jù)星球表面重力近似等于萬(wàn)有引力②根據(jù)環(huán)繞天體萬(wàn)有引力提供向心力計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量不同行星與太陽(yáng)的距離r和繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期T都是各不相同的。但由于不同行星的r、T計(jì)算出來(lái)的太陽(yáng)質(zhì)量必須是一樣的!這里得到的計(jì)算太陽(yáng)質(zhì)量的公式能夠保證這一點(diǎn)嗎?可以開(kāi)普勒第三定律
k計(jì)算太陽(yáng)質(zhì)量的反思如果給出的是行星的線速度或角速度與環(huán)繞半徑,那么是否能求出太陽(yáng)的質(zhì)量?可以計(jì)算太陽(yáng)的質(zhì)量時(shí),需要知道行星的質(zhì)量嗎?不需要計(jì)算天體的質(zhì)量如果已知衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)的周期和衛(wèi)星與行星之間的距離,那么可以算出行星的質(zhì)量嗎?可以利用上面這種方法可以計(jì)算出環(huán)繞天體的質(zhì)量嗎?不可以中心天體環(huán)繞天體計(jì)算天體的質(zhì)量學(xué)習(xí)并掌握利用星球質(zhì)量求密度的方法學(xué)習(xí)并掌握利用星球表面重力加速度求星球密度的方法求星球密度的幾種方法
已知月球的半徑為R,月球表面的重力加速度為g′,萬(wàn)有引力常量為G,若忽
略月球的自轉(zhuǎn),則月球的平均密度為多少?在月球表面的物體:月球的質(zhì)量:月球的平均密度:需知星球表面重力加速度及星球半徑計(jì)算天體的密度方法一一艘宇宙飛船貼近一恒星表面飛行,測(cè)得它勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén),引力常量為G,則此恒星的平均密度為多少?設(shè)恒星的半徑為R對(duì)宇宙飛船,有:恒星的質(zhì)量:恒星的密度:只需測(cè)得近地
衛(wèi)星的周期T若此題中,宇宙飛船不貼近恒星表面飛行,上面的結(jié)果還適用嗎?不適用,此時(shí)宇宙飛船的環(huán)繞半徑不等于恒星的星球半徑計(jì)算天體的密度方法二計(jì)算天體密度的方法①利用星球表面重力等于萬(wàn)有引力②利用近地星體萬(wàn)有引力提供向心力(周期)計(jì)算天體的密度環(huán)繞天體軌道半徑若環(huán)繞天體近地運(yùn)行,則R=r中心天體半徑區(qū)分軌道半徑和星球半徑萬(wàn)有引力定律應(yīng)用于天文研究的方法海王星的發(fā)現(xiàn)歷程。
萬(wàn)有引力定律的成就海王星筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星亞當(dāng)斯勒維耶各自獨(dú)立計(jì)算出海王星的軌道伽勒1846年伽勒發(fā)
現(xiàn)海王星發(fā)現(xiàn)未知天體海王星湯博發(fā)現(xiàn)
海王星鬩神星布朗、特魯希略
等發(fā)現(xiàn)鬩神星特魯希略布朗發(fā)現(xiàn)未知天體對(duì)于未知天體的探索工作從來(lái)沒(méi)有停止。。。。。。發(fā)現(xiàn)未知天體節(jié)章題型演練PartThree例題講解(“黃金代換”公式)B【例1】人造衛(wèi)星1和2繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別為T(mén)1、T2,設(shè)在衛(wèi)星1、衛(wèi)星2各自所在的高度上的重力加速度大小分別為g1、g2,則()A.B.C.D.【練1】火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的1/10和1/2,地球表面的重力加速度為g,則火星表面的重力加速度約為()A.0.2gB.0.4gC.2.5gD.5gB變式訓(xùn)練(“黃金代換”公式)【例2】(多選)火星直徑約為地球的一半,質(zhì)量約為地球的十分之一,它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的1.5倍.根據(jù)以上數(shù)據(jù),以下說(shuō)法正確的是()A.火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面小B.火星公轉(zhuǎn)的周期比地球的長(zhǎng)C.火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大D.火星公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球的大例題講解(萬(wàn)有引力定律的成就)AB【練2】物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí),推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命,促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步,下列表述不正確的是()A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,但沒(méi)能測(cè)出引力常量B.引力常量的大小等于兩個(gè)質(zhì)量為1kg的物體相距1m時(shí)的相互吸引力C.以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)的經(jīng)典力學(xué)適用于研究"神舟9號(hào)"飛船的高速發(fā)射D.萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)解釋了天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,并預(yù)言了海王星的存在
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