广东省揭阳市高中物理 第六章 万有引力与航天 6.4 万有引力定律的理论成就课件 新人教版必修2

1、复习：复习： 1、地球表面（附近）的物体，受到地球的、地球表面（附近）的物体，受到地球的万万 有引力有引力 重力重力。 mg R Mm G 2 2、行星绕太阳运动的向心力由、行星绕太阳运动的向心力由 提供提供 r v m r Mm G 2 2 rm r Mm G 2 2 4 4万有引力理论的成就万有引力理论的成就 地球的质量到底有多大？地球的质量到底有多大？ 已知地球表面的重力加速度是已知地球表面的重力加速度是g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，地球的半径是，地球的半径是 6400km6400km，万有引力常量是，万有引力常量是G=6.67G=6.671010-11 -11Nm Nm2 2

2、/kg/kg2 2。 你能否根据这些数据计算地球的质量吗？你能否根据这些数据计算地球的质量吗？ 2 R Mm Gmg 2 gR M G GM=gR2黄金代换式黄金代换式 R-天体的半径天体的半径 测出某行星的公转周期测出某行星的公转周期T、轨道半径、轨道半径r,能不能能不能 由此求出太阳的质量由此求出太阳的质量M？ 万有引力万有引力提供提供向心力向心力 F引 引=Fn. r T m r Mm G 2 2 2 只能只能求出中心天体的质量！求出中心天体的质量！ 不能不能求出环绕天体的质量！求出环绕天体的质量！ M=2.01030kg 思考思考：不同行星与太阳的距离不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转

3、的周期和绕太阳公转的周期T 都是不同的都是不同的,但是由不同行星的但是由不同行星的r、T计算出来的太阳质计算出来的太阳质 量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？量必须是一样的！上面这个公式能保证这一点吗？ 2 32 4 GT r M 二、天体密度的计算二、天体密度的计算 G gR M 2 3 3 4 RV V M RG g 4 3 2 3 GT 如果绕中心天体运动的是如果绕中心天体运动的是 近地卫星，即：近地卫星，即：rR时时 二、天体密度的计算二、天体密度的计算 2 32 4 GT r M 3 3 4 RV V M 32 3 3 RGT r 请阅读课本请阅读课本“发现未知天体发现未知天

4、体”，回到如下问题：，回到如下问题： 问题问题1：笔尖下发现：笔尖下发现 的行星是哪一颗行的行星是哪一颗行 星？星？ 问题问题2：人们用类似：人们用类似 的方法又发现了哪的方法又发现了哪 颗星？颗星？ 三、发现未知天体三、发现未知天体 两两 条条 基基 本本 思思 路路 1、星球表面的物体所受的、星球表面的物体所受的重力重力等于等于万有引力万有引力 2 R Mm Gmg G gR M 2 2 GMgR黄代 换 ：金 2、做圆周运动的天体、做圆周运动的天体万有引力万有引力提供提供向心力向心力 2 22 2 2 () n Mmv Gmammrmr rrT 23 2 4r M G T RG g 4

5、3 32 3 3 RGT r 1、引力常量、引力常量G已知，利用下列哪组数据可以已知，利用下列哪组数据可以 计算出地球的质量计算出地球的质量 （ ） A. 地球半径地球半径R和地球表面的重力加速度和地球表面的重力加速度g B. 卫星绕地球运动的轨道半径卫星绕地球运动的轨道半径r和周期和周期T C. 卫星绕地球运动的轨道半径卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度和角速度 D. 卫星绕地球运动的线速度卫星绕地球运动的线速度v和周期和周期T ABCD 2 R Mm Gmg 2 22 2 2 () Mmv Gmammrmr rrT 向 2、已知引力常量、已知引力常量G、月球中心到地球中心的、月球中心到地球

6、中心的 距离距离r和月球绕地球运行的周期和月球绕地球运行的周期T。仅利用这。仅利用这 三个数据，可以估算出的物理量有（三个数据，可以估算出的物理量有（ ） A.月球的质量月球的质量 B.地球的质量地球的质量 C.地球的半径地球的半径 D.月球绕地球运行速度的大小月球绕地球运行速度的大小 BD 2 32 4 GT r M 试求：试求： 质量为质量为1kg的物体静的物体静 止在止在赤道上时赤道上时的向心力。的向心力。 （已知地球半径（已知地球半径 R=6.4106m) 答案：答案：F=0.034N 重力加速度重力加速度g的变化的变化 1 1）重力是万有引力的分力）重力是万有引力的分力 万有引力万有引力 自转向心力自转向心力 重重 力力 重力加速度重力加速度g g的大小的大小 与高度的关系与高度的关系 2 R M Gg 在地球表面时在地球表面时 离地面离地面h高处高处 2 )(hR M Ggh 在赤