甘肃省永昌县第一中学人教高中物理课件必修二6.4万有引力理论的成就

1、万有引力理论的成就,.,m,一、重力与万有引力有怎样的关系？,它们的方向怎样？, 万有引力的方向？, 重力的方向？,它们的大小怎样？,因为F心很小，,所以 mg F引 ，,即： mg GMm/R2,二、星球周围某位置的重力加速度？,星球表面处的重力加速度？(忽略自转),离星球表面高h处的重力加速度？,例：设地球表面的重力加速度为g,物体在距地心4R（R是地球半径）处，由于地球的引力作用而产生的重力加速度g，则g/g为 ( ) A、1； B、1/9； C、1/4；D、1/16。,D,三、怎样计算地球质量？,例：地球的质量到底有多大？这个问题困扰了科学家许多年。已知地球表面的重力加速度 g =9.

2、8m/s2， 地球的半径R = 6400km，引力常量 G ，你能根据这些数据算出地球的质量吗 ( 不考虑地球自转影响，地面上物体的重力等于地球对物体的引力),GM = gR2,例、某同学根据以下条件，提出另一种估算地球质量的方法。已知引力常量G，月球绕地球公转的半径为 r ，月球绕地球公转周期为 T ，你能说出他的计算方法吗？,解：由万有引力提供向心力有，,例、设围绕太阳运动的某个行星的质量为 m ，r 是行星与太阳之间的距离， T 是行星公转的周期。求太阳的质量 M 。,解：由万有引力提供向心力有，,四、怎样计算太阳的质量呢？,木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星。通过卫星的运动可以精确

3、测得木星的质量。用这个方法测得行星的质量，是否需要知道卫星的质量呢？,需要测出卫星绕木星运行周期 T 和轨道半径 r 。,例、已知地球的一颗人造卫星的运行周期为 T 、轨道半径为 r ，地球的半径 R ，求地球的密度？,五、怎样计算天体的密度呢？,例、地球表面处重力加速度 g =10 m/s2，地球的半径 R = 6400km，引力常数G为已知，由上述条件，可导出地球平均密度的表达式为 。把上述数据代入，可算得其值为 kg/m3。,5.6103,用万有引力定律发现未知天体,1、1781年人们发现了天王星的运行轨道与万有引力定律推测的结果有一些偏差,1845年英国亚当斯和法国天文学家勒维耶据各自

4、独立用万有引力定律计算出“海王星”的轨道。 1846年9月23日德国伽勒发现了“海王星”。,2、1705年英国哈雷计算了 “哈雷彗星”的轨道并正确预言了它的回归。,3、1930年3月14日人们发现了 “冥王星”。,万有引力理论的成就,一、计算地球、太阳等天体的质量,二、计算地球、太阳等天体的密度,三 、发现未知天体,四 、发射人造卫星,1、利用星球表面处的重力加速度公式,2、利用环绕天体绕中心天体的运动,海王星、哈雷彗星、冥王星、卡戎等,练习1、利用下列哪组数据可以算出地球的质量( ) A、已知地球的半径 R 和地球表面的重力加速度 g B、已知卫星围绕地球运动的轨道半径 r 和周期 T C、

5、已知卫星围绕地球运动的轨道半径 r 和角速度 D、已知卫星围绕地球运动的线速度 v和 周期 T,ABCD,练习2、登月密封舱在离月球表面 h 处的空中沿圆形轨道运行，周期是 T ，已知月球的半径是 R ，引力常量为 G ，试计算月球的质量。,解：登月密封舱相当于月球的卫星，对密封舱有：,r,R,练习3、已知月球的质量是7.31022kg，半径是1.7103 km，月球表面的自由落体加速度有多大？这对宇航员在月球表面的行动会产生什么影响？,解：在月球表面有：月球对宇航员的重力等于月球对宇航员的引力，则：,代入数据得： 1.68,练习4、已知引力常量G、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为r，地球绕太阳运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（ ）,A.地球的质量 B.太阳的质量 C.太阳的半径 D.地球绕太阳运行速度的大小,B D,练习5：地球绕太阳公转的周期跟月球绕地球公转的周期之比