萬有引力理論的成就課件

1、4 萬有引力理論的成就,1.了解萬有引力定律在天文學上的應用。,2.會用萬有引力定律計算天體的質量和密度。,3.掌握綜合運用萬有引力定律和圓周運動學知識分析具體問題的方法。,一.科學真是迷人一百多年前,英國人卡文迪許用他自己設計的扭秤，“第一次稱出了地球的質量”。,稱量地球的重量,1.卡文迪許為什么說自己的實驗是“稱量地球的重量（質量）”？請你解釋一下原因。,不考慮地球自轉的影響,M是地球質量，r是物體距地心的距離，即地球半徑R,

2、重力加速度g和地球半徑R在卡文迪許之前就知道了，一旦測得引力常量G，則可以算出地球質量M。,例1.設地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R =6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 Nm2/kg2，試估算地球的質量。,答案：6×1024kg,,二.計算天體的質量,月球繞地球做勻速圓周運動,需要條件：月球線速度v； 月球軌道半徑r。,需要條件：月球角速度ω；

3、 月球軌道半徑r。,需要條件：月球公轉周期T； 月球軌道半徑r。,例2.把地球繞太陽的公轉看作是勻速圓周運動，軌道半徑約為1.5×1011km，已知引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，則可估算出太陽的質量約為 kg。,解：地球繞太陽運轉周期:T=365×24×60×60s=3.15×1

4、07s地球繞太陽做勻速圓周運動的向心力由萬有引力提供。,【提示】解題時經常需要引用一些常數，如地球自轉周期、月球公轉周期等。應注意挖掘使用。,例3.宇航員站在一個星球表面上的某高處h自由釋放一小球，經過時間t落地，該星球的半徑為R，你能求解出該星球的質量嗎？,答案：,解：由星球表面附近重力等于萬有引力得,解得：,釋放小球后小球做勻加速運動,故星球質量為,海王星的軌道由英國的劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天文愛好者勒維耶各自獨立計算

5、出來。1846年9月23日晚，由德國的伽勒在勒維耶預言的位置附近發(fā)現了這顆行星,人們稱其為“筆尖下發(fā)現的行星”。,,海王星,三.預測未知天體——海王星、冥王星的發(fā)現,當時有兩個青年——英國的亞當斯和法國的勒維耶在互不知曉的情況下分別進行了整整兩年的工作。1845年亞當斯先算出結果，但格林尼治天文臺卻把他的論文束之高閣。1846年9月18日，勒維耶把結果寄到了柏林，卻受到了重視。柏林天文臺的伽勒于1846年9月23日晚就進行了

6、搜索，并且在離勒維耶預報位置不遠的地方發(fā)現了這顆新行星。 海王星的發(fā)現使哥白尼學說和牛頓力學得到了最好的證明。,科學史上的一段佳話,海王星發(fā)現之后，人們發(fā)現它的軌道也與理論計算的不一致。于是幾位學者用亞當斯和勒維耶列的方法預言另一顆行星的存在。 在預言提出之后，1930年3月14日，湯博發(fā)現了這顆行星——冥王星。,1.飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行，認為行星是密度均勻的球體，要確定該行星的密度，只需要測量

7、 ( )A.飛船的軌道半徑 B.飛船的質量C.飛船的運行周期 D.行星的質量,AC,2.設行星繞恒星的運動軌道是圓，則其運行周期T的平方與其運動軌道半徑R的三次方之比為常量，那么k的大小 （ ）A.只與行星質量有關 B.只與恒星質量有