万有引力定律与天文学的新发现课件-沪教版

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,*,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,5.3,万有引力定律与天文学的新,发现,5.3 万有引力定律与天文学的新发现,万有引力定律与天文学的新发现课件-沪教版,天王星的实际运行轨道与根据万有引力定律计算的理论轨道有偏差。,英国剑桥大学学生,亚当斯,和法国天文学家,勒维烈,各自独立通过理论计算预测新行星轨道。,你知道当初人们是如何发现海王星的吗？,理论轨道,实际轨道,勒维烈,法国,亚当斯,英国,天王星的实际运行轨道与根据万有引力定律计算的理论轨道有偏差。,1846,年德国天文学家,伽勒,于,9,月,23,晚在勒维烈所指出的那个位置，果然发现了一颗原有星图上没有的行星，这就是后来被称为海王星的太阳系的第八颗行星！,伽勒,德国,你知道当初人们是如何发现海王星的吗？,1846年德国天文学家伽勒于9月23晚在勒维烈所指出的那个位,哈雷彗星的预报,如果彗星根据我的预言确实在,1758,或,1759,年回来了,公平的后人大概不会拒,绝承认这是由一位英国人首先发现的。,哈雷,英国,哈雷通过观察和研究发现,1682,年、,1607,年和,1531,年出现的这三,颗彗星轨道看起来如出一辙。这三颗彗星可能是同一颗彗星的,三次回归。但哈雷没有立即下此结论，而是不厌其烦地向前搜,索。发现,1456,年、,1378,年、,1301,年、,1245,年，一直到,1066,年，,历史上都有大彗星的记录。在通过大量的观测研究和计算后他,大胆预言，,1682,年出现的这颗彗星将于,1758,年底到,759,年初会,再次光临地球,。,哈雷彗星的预报如果彗星根据我的预言确实在1758或哈雷英国,证明了万有力定律的正确性,；,显示了理论的强大威力；,显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。,海王星的发现和哈雷彗星的预报的意义,海王星地貌,哈雷彗星,证明了万有力定律的正确性；海王星的发现和哈雷彗星的预报的意义,1.,基本思路,应用万有引力定律分析天体运动,将天体的运动看成,匀速圆周运动,，万,有引力充当向心力,即：,F,引,=F,向,(2),在天体表面或表面附近，重力等于万有引力，即：,mg=F,引,1.基本思路应用万有引力定律分析天体运动将天体的运动看成(2,基本公式,应用时根据实际情况选用适当的公式进行分析,基本公式应用时根据实际情况选用适当的公式进行分析,中心天体,M,轨道半经,r,天体运动理想化模型明确各个物理量,天体半经,R,环绕天体,m,天体半经,R,中心天体M 轨道半经r天体运动理想化模型明确各个物理量天,万有引力公式与向心力公式结合推导,万有引力公式与向心力公式结合推导,线速度、角速度、周期、向心加速度与,轨道半,径的关系,r,增大,a,减小,减小,r,增大,r,增大,V,减小,T,增大,r,增大,线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系r增大a减,天体质量的计算,(,方法一,.,环绕法,),说明：此方法只能求解,中心天体,质量，而不能求解环绕天体质量,天体质量的计算(方法一.环绕法)说明：此方法只能求解中心天体,已知天体的球体半径,R,和球体表面重力加速度,g,可求天体的质量,天体质量的计算,(,方法,二,.,代换,法,),已知天体的球体半径R和球体表面重力加速度g可求天体的质量天体,地球绕太阳公转周期,T=365,天,3.15,10,7,s,平均轨道半径,r=1.510,11,m,。太阳的质量是多大？,案 例,解答：设太阳的质量为,M,，则由,可得,地球绕太阳公转周期T=365天3.15107s平均轨道半,探究,练习,如何测量地球的质量,?,月球绕地球公转的周期：,T=27.3,天,2.3610,6,s,月球到地球的距离,r=3.8410,8,m,代入数据得：,探究练习如何测量地球的质量?月球绕地球公转的周期：T=2,地表,重力加速度,:,g=9.8m/s,2,地球半径：,R,=6400km=6.410,6,m,引力常量：,=6.6710,-11,Nm,2,/kg,2,如何测量地球的质量,?,探究,练习,代入数据得：,地表重力加速度:g=9.8m/s2如何测量地球的质量?,利用下列哪组数据，可以计算出木星的质量,（已知引力常量为,G,）（）,A,已知木星的半径,R,和木星表面的重力加速度,g,B,已知木星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径,r,和线速度,v,C,已知卫星绕木星做匀速圆周运动的线速度,v,和周期,T,D,已知卫星绕木星做匀速圆周运动的线速度,v,和周期,T,课堂练习,ACD,利用下列哪组数据，可以计算出木星的质量课堂练习ACD,解答：使一个静止开始自由下落，用刻度尺测量下落的高度,h,，用秒表测量下落时间,t,则根据自由落体运动规律有,课堂练习,一位航天员来到一颗未知星球上，已知该星球半径为,R,，利用秒表和刻度尺设计一个实验，估算出该星球的质量。,所以,则,解答：使一个静止开始自由下落，用刻度尺测量下落的高度h，用秒,四,.,应用一,天体质量的计算,基本思路,四.应用一天体质量的计算基本思路,四,.,应用二,天体密度的计算,基本思路：,根据上面两种方式算出中心天体的质量,M,，结合球体体积计算公式,物体的密度计算公式,求出中心天体的密度,四.应用二天体密度的计算基本思路：,四,.,应用二,天体密度的计算,当,rR,时,四.应用二天体密度的计算当rR时,天体密度的计算,天体密度的计算,小结,一 应用万有引力定律可以发现未知天体,二 应用万有引力定律可以计算天体的质量,:,小结一 应用万有引力定律可以发现未知天体二 应用万有引力定律,有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。,一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。,生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。,读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。,最聪明的人是最不愿浪费时间的人。,有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。,