甘肅省永昌縣第一中學(xué)人教高中物理課件必修二6.4萬有引力理論的成就

1、萬有引力理論的成就,.,m,一、重力與萬有引力有怎樣的關(guān)系？,它們的方向怎樣？, 萬有引力的方向？, 重力的方向？,它們的大小怎樣？,因為F心很小，,所以 mg F引 ，,即： mg GMm/R2,二、星球周圍某位置的重力加速度？,星球表面處的重力加速度？(忽略自轉(zhuǎn)),離星球表面高h(yuǎn)處的重力加速度？,例：設(shè)地球表面的重力加速度為g,物體在距地心4R（R是地球半徑）處，由于地球的引力作用而產(chǎn)生的重力加速度g，則g/g為 ( ) A、1； B、1/9； C、1/4；D、1/16。,D,三、怎樣計算地球質(zhì)量？,例：地球的質(zhì)量到底有多大？這個問題困擾了科學(xué)家許多年。已知地球表面的重力加速度 g =9.

2、8m/s2， 地球的半徑R = 6400km，引力常量 G ，你能根據(jù)這些數(shù)據(jù)算出地球的質(zhì)量嗎 ( 不考慮地球自轉(zhuǎn)影響，地面上物體的重力等于地球?qū)ξ矬w的引力),GM = gR2,例、某同學(xué)根據(jù)以下條件，提出另一種估算地球質(zhì)量的方法。已知引力常量G，月球繞地球公轉(zhuǎn)的半徑為 r ，月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為 T ，你能說出他的計算方法嗎？,解：由萬有引力提供向心力有，,例、設(shè)圍繞太陽運動的某個行星的質(zhì)量為 m ，r 是行星與太陽之間的距離， T 是行星公轉(zhuǎn)的周期。求太陽的質(zhì)量 M 。,解：由萬有引力提供向心力有，,四、怎樣計算太陽的質(zhì)量呢？,木星是太陽系中最大的行星，它有眾多衛(wèi)星。通過衛(wèi)星的運動可以精確

3、測得木星的質(zhì)量。用這個方法測得行星的質(zhì)量，是否需要知道衛(wèi)星的質(zhì)量呢？,需要測出衛(wèi)星繞木星運行周期 T 和軌道半徑 r 。,例、已知地球的一顆人造衛(wèi)星的運行周期為 T 、軌道半徑為 r ，地球的半徑 R ，求地球的密度？,五、怎樣計算天體的密度呢？,例、地球表面處重力加速度 g =10 m/s2，地球的半徑 R = 6400km，引力常數(shù)G為已知，由上述條件，可導(dǎo)出地球平均密度的表達(dá)式為 。把上述數(shù)據(jù)代入，可算得其值為 kg/m3。,5.6103,用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)未知天體,1、1781年人們發(fā)現(xiàn)了天王星的運行軌道與萬有引力定律推測的結(jié)果有一些偏差,1845年英國亞當(dāng)斯和法國天文學(xué)家勒維耶據(jù)各自

4、獨立用萬有引力定律計算出“海王星”的軌道。 1846年9月23日德國伽勒發(fā)現(xiàn)了“海王星”。,2、1705年英國哈雷計算了 “哈雷彗星”的軌道并正確預(yù)言了它的回歸。,3、1930年3月14日人們發(fā)現(xiàn)了 “冥王星”。,萬有引力理論的成就,一、計算地球、太陽等天體的質(zhì)量,二、計算地球、太陽等天體的密度,三 、發(fā)現(xiàn)未知天體,四 、發(fā)射人造衛(wèi)星,1、利用星球表面處的重力加速度公式,2、利用環(huán)繞天體繞中心天體的運動,海王星、哈雷彗星、冥王星、卡戎等,練習(xí)1、利用下列哪組數(shù)據(jù)可以算出地球的質(zhì)量( ) A、已知地球的半徑 R 和地球表面的重力加速度 g B、已知衛(wèi)星圍繞地球運動的軌道半徑 r 和周期 T C、

5、已知衛(wèi)星圍繞地球運動的軌道半徑 r 和角速度 D、已知衛(wèi)星圍繞地球運動的線速度 v和 周期 T,ABCD,練習(xí)2、登月密封艙在離月球表面 h 處的空中沿圓形軌道運行，周期是 T ，已知月球的半徑是 R ，引力常量為 G ，試計算月球的質(zhì)量。,解：登月密封艙相當(dāng)于月球的衛(wèi)星，對密封艙有：,r,R,練習(xí)3、已知月球的質(zhì)量是7.31022kg，半徑是1.7103 km，月球表面的自由落體加速度有多大？這對宇航員在月球表面的行動會產(chǎn)生什么影響？,解：在月球表面有：月球?qū)τ詈絾T的重力等于月球?qū)τ詈絾T的引力，則：,代入數(shù)據(jù)得： 1.68,練習(xí)4、已知引力常量G、地球繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑為r，地球繞太陽運行的周期T，僅利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有（ ）,A.地球的質(zhì)量 B.太陽的質(zhì)量 C.太陽的半徑 D.地球繞太陽運行速度的大小,B D,練習(xí)5：地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期跟月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期之比