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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第六章 万有引力与航天,6.4 万有引力理论的成就,zxxkw,学习目标,1、了解万有引力定律在天文学上的应用,2、会用万有引力定律计算天体的质量,和密度,3、掌握综合运用万有引力定律和圆周,运动学知识分析具体问题的方法,秤量地球的重量,1、卡文迪许为什么说自己的实验是“称,量地球的重量（质量）”？请你解释,一下原因。,不考虑地球自转的影响,M是地球质量，r是物体距地心的距离，,即地球半径R,重力加速度g和地球半径R在卡文迪许之,前就知道了，一旦测得引力常量G，则,可以算出地球质量M。,例1、设地面附近的重力加速度g=9.8m/s,2,，,地球半径R=6.410,6,m，引力常量,G=6.6710,-11,Nm,2,/kg,2,，试估算地,球的质量。,计算天体的质量,月球绕地球做匀速圆周运动,需要条件：月球线速度v；,月球轨道半径r。,需要条件：月球角速度；,月球轨道半径r,需要条件：月球公转周期T；,月球轨道半径r,注意,1、上面三式中，因为线速度与角速度实际操作中,不好测量，周期好测量，所以我们用得最多的,公式将会是第三个,2、在处理这部分知识时，大家头脑一定要清醒，,左边中向心力公式，向心力应用的对象是做圆,周运动的物体,，对地月系统来说就是月球。所,以左边公式中的m是月球质量、T是月球做圆周,运动的周期即公转周期、r是月球做圆周运动的,半径即地心到月心的距离。,右边是万有引力公,式,，m是月球质量M则是中心天体即地球的质量、,r是两球心距离即地心到月心的距离。,计算天体的质量,地球绕太阳做匀速圆周运动,需要条件：地球线速度v；,地球轨道半径r。,需要条件：地球角速度；,地球轨道半径r,需要条件：地球公转周期T；,地球轨道半径r,例2、回答下面3个小问题。,如果以水星绕太阳做匀速圆周运,动为研究对象，需要知道哪些量,才能求得太阳的质量？,需要知道水星做匀速圆周运动的公转,周期T及公转半径 r,水星和地球绕太阳做圆周运动的公转周,期T是不一样的，公转半径也是不一样的，,那用公式 求解出来的太阳的,质量会是一样的吗？,是一样的，根据开普勒第三定律，对于同,一中心天体，所有环绕天体,的值是,有,一样的。所以,你现在能证明开普勒第三定律,中的k与中心天体有关吗？,学.科.网,牢记,计算的是中心天体的质量，不能计算,环绕天体的质量。,归纳总结,（1）对于有行星（或卫星）的天体，可,把行星（或卫星）绕中心天体的运,动近似看做匀速圆周运动，其所需,的向心力由中心天体对其的万有引,力提供的。,（2）对于没有行星（或卫星）的天体，,或虽有行星（或卫星），但不知,道其运行的有关物理量的情况下，,可以忽略天体自转的影响，根据,万有引力近似等于重力的关系列,式，计算天体的质量。,例3、宇航员站在一个星球表面上的某高,处h自由释放一小球，经过时间t落,地，该星球的半径为R，你能求解,出该星球的质量吗？,牢记,不同星球表面的力学规律相同，只是,重力,加速度g不同，在解决其他星球表面上的,力学问题时，若要用到重力加速度应该是,该星球的重力加速度，如：竖直上抛运动、,平抛运动、竖直平面内的圆周运动，都要,用该星球的重力加速度。,请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题：,问题1：笔尖下发现的行星是哪一颗行星？,问题2：人们用类似的方法又发现了哪颗星？,发现未知天体,背景：,1781年由英国物理学家威廉赫歇,尔发现了天王星，但人们观测到的天王星,的运行轨迹与万有引力定律推测的结果,有一些误差,发现未知天体,海王星的轨道由英,国的剑桥大学的学,生亚当斯和法国年,轻的天文爱好者勒,维耶各自独立计算,出来。1846年9月,23日晚，由德国的,伽勒在勒维耶预言,的位置附近发现了,这颗行星,人们称其,为“笔尖下发现的,行星”。,海王星,发现未知天体,当时有两个青年英国的亚当,斯和法国的勒威耶在互不知晓的情况,下分别进行了整整两年的工作。1845,年亚当斯先算出结果，但格林尼治天,文台却把他的论文束之高阁。1846年,9月18日，勒威耶把结果寄到了柏林，,却受到了重视。柏林天文台的伽勒于,1846年9月23日晚就进行了搜索，并,且在离勒威耶预报位置不远的地方发,现了这颗新行星。海王星的发现使哥,白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明。,科学史上的一段佳话,发现未知天体,学.科.网,理论轨道,实际轨道,海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理,论计算的不一致于是几位学者用亚当斯和勒维列,的方法预言另一颗新星的存在,在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现,了这颗新星冥王星,发现未知天体,谢谢！,该课件只是用于课堂列出重要知识点及,视频展示，需要结合配套教案使用，例,题都在学案上！,学.科.网,
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