万有引力理论的成就课件-高一下学期物理人教版

7.3万有引力理论的成就在生活中，我们可以通过天平、电子秤等工具测量物体的质量。万有引力定律可以做到想称量地球的质量该怎么办？不现实！一、“称量”地球的质量若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即黄金代换式地面的重力加速度

g

和地球半径

R

在卡文迪什之前就已知道，一旦测得引力常量

G，就可以算出地球的质量M

。因此，卡文迪什被称为“第一个称出地球质量的人”。一、“称量”地球的质量算一算：设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，试估算地球的质量。方法一：重力加速度法(g、R）科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么多的收获！——马克·吐温

问题：太阳是一个火热的球体，我们能用称量地球的方法来称量太阳吗？我们无法得知其上的重力加速度二、计算天体的质量分析：将行星的运动看成是匀速圆周运动.

已知：某行星绕转太阳的公转周期为T、轨道半径为r，能不能由此求出太阳的质量M？问题1：向心力由什么力提供？问题2：如何选择向心力表达式？问题3：若要计算太阳质量，请列出计算表达式.rM太m环绕法

已知太阳与地球间的平均距离约为1.5×1011m,你能估算太阳的质量吗？引力常量：

Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2

M=2×1030kg轨道半径：

r=1.5×1011m地球公转周期：T=1年=31536000s是地球质量的33万倍计算地球的质量，除了一开始的方法外，还可以怎么求？借助于月球，那么需要知道哪些量？月球绕地球运行的周期T=27.3天，月球与地球的平均距离r=3.84×108mM=6.02×1024kg

如果不知道行星绕转太阳的公转周期T，而知道行星的线速度V或角速度W及其轨道半径r，能不能求出太阳的质量？F引=Fn

注意：在环绕体围着中心天体运动过程中，只可求出中心天体的质量，求不出环绕体的质量。思考:

已知：某卫星绕转地球的公转周期为T、轨道半径为r，由此求出的是地球的质量还是卫星的质量？求中心天体质量需要的物理量：重力加速度法：重力加速度g及半径r环绕法：环绕中心天体运动的行星、卫星的运动周期T（角速度ω、转速n）、线速度v、半径r其中两个物理量。例题：下列哪种情况下能求出地球的质量（）A、地球的半径R、地球表面的重力加速度g、引力常量GB、月球的公转周期T、月球的轨道半径r、引力常量GC、地球卫星的线速度v、卫星的轨道半径r、引力常量GD、地球的公转周期T、地球的轨道半径r、引力常量GABC基本思路：三、计算天体的密度g、R法T、r法同理:可用v-r、ω-r、v-T等求质量的方法求天体的密度。r=R周期易于观察例题：一颗卫星紧贴地球表面飞行，只需知道哪个物理量就可以算出地球的密度（）A、地球半径B、地球的质量C、卫星的周期D、无法确定C到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七颗行星——

天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。天王星疑问：是天文观测数据不准确？是万有引力定律的准确性有问题？还是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？天王星四、发现未知天体英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，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。(英)亚当斯(法)勒维耶点击图片播放视频哈雷依据万有引力定律，用一年时间计算了它们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言，这三次出现的彗星是同一颗星（图7.3-3），周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3