《高一人教物理必修二课件6.4万有引力理论的成就共32》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一人教物理必修二课件6.4万有引力理论的成就共32（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6-4万有引力理论的成就,学习目标,1.掌握应用万有引力定律解决问 题的基本思路,3.会根据条件计算天体的密度,2.掌握两种计算天体质量的方法,5.会比较两个行星物理量的大小,4.了解发现未知天体的基本思路,中心天体M,绕行天体m,明确各个物理量,轨道半径r,中心天体 半径R,高度h,r = R+ h,卡文迪许 被称为能称出地球质量的人,地球的质量怎样称量?,（一）“自然科学真是迷人”,4,地球上的任何物体都要受到地球的引力作用，前面我们学习重力时对重力的定义是：由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。,那么重力是不是就是地球对物体的万有引力呢？,（一）“自然科学真是迷人”,重力、万有引力和向
2、心力之间的关系：,F引,G,F向,F引,G,F引,G,F向,r,两极: F引=G 赤道: F引=G+F向,重力和向心力是万有引力的两个分力,静止在地面上的物体，若考虑地球自转的影响,以赤道上物体受力为例进行分析:,已知地球质量为5.981024kg，赤道处半径为6.37106km，自转周期为1天。,1kg物体：,地面的重力加速度g和地球半径R早就被测量出来，我们只要知道了引力常量G，就能算出地球的质量M。,由于地球自转对物体的影响很小，我们可以不考虑地球自转的影响，近似认为地面上物体的重力就等于地球与物体间的万有引力。,万有引力定律称量地球质量原理:,地表重力加速度： g = 9.8m/s2
3、地球半径：R = 6400km 引力常量：= 6.6710-11Nm2/kg2,得地球质量 M= 6.01024kg,代入,算一算,1789年，英国物理学家卡文迪许在实验室测出了引力常量，成为“称”出地球质量的第一人。,马克吐温：,科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟能赢得那么多的收获！,1. 地面上物体的重力 严格地：纬度增大 g增大 高度增大 g减小 近似地：,2.离星球表面h高处物体的重力,【补】对重力加速度的再认识：,例1 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？,解：,得,得,例1. 若某行星的质量
4、和半径均为地球的一半，那么质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的（ ） A、1/4 B、1/2 C、2倍 D、4倍,例2（难）.在某星球上，宇航员用弹簧秤测得质量为m的砝码重量为F，乘宇航飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为T，求该星球的质量。,注意：此方法只能求解中心天体的质量，不能求解环绕天体的质量。,二、计算天体的质量,中心思想：,不同行星与太阳的距离 r 和绕太阳公转的周期 T 都是不同的，但是由不同行星的 r、T 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？,所以对于不同的行星太阳的质量是可以保证是一样的。,神舟五号飞船轨道半径6700km.
5、环绕地球绕一圈所花时间为90min.,地球质量 M= 6.01024kg,【补】中心天体密度的计算,当绕中心天体表面运动时：rR,Copyright 梯中,练习：,1.利用下列哪组数据可以计算出地球的质量 （ ） A. 地球半径R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r和周期T C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度 D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T,ABCD,20,练习：已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是( ) A地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离 C人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期 D若不考虑
6、地球自转，已知地球的半径及重力加速度,BCD,海王星的发现,英国剑桥大学的学生，23岁的亚当斯，他根据万有引力定律和天王星的真实轨道逆推，预言了新行星不同时刻所在的位置。,同年，法国的勒维列也算出了同样的结果，并把预言的结果寄给了柏林天文学家加勒。,当晚（1846.3.14），加勒把望远镜对准勒维列预言的位置，果然发现有一颗新的行星就是海王星.,三、发现未知天体,海王星,海王星地貌,小结：,万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：,(2) 环绕天体所需向心力由中心天体对环绕天体的万有引力提供,(1) 地面（或某星球表面）的物体的重力近似等于万有引力,26,双星系统,双星的运动,天文学家将
7、距离较近仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。,【例题】已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连 线上的某一固定点分别做匀速圆周运动.周期为T, 两恒星间距离为R,试算这个双星系统的总质量 。,国际天文学联合会大会24日投票决定，不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星，而将其列入“矮行星”。许多人感到不解，为什么从儿时起就一直熟知的太阳系“九大行星”概念如今要被重新定义，而冥王星又因何被“降级”？ “行星”这个说法起源于希腊语，原意指太阳系中的“漫游者”。近千年来，人们一直认为水星、金星、地球、火星、木星和土星是太
8、阳系中的标准行星。19世纪后，天文学家陆续发现了天王星、海王星和冥王星，使太阳系的“行星”变成了9颗。此后，“九大行星”成为家喻户晓的说法。 不过，新的天文发现不断使“九大行星”的传统观念受到质疑。天文学家先后发现冥王星与太阳系其他行星的一些不同之处。冥王星所处的轨道在海王星之外，属于太阳系外围的柯伊伯带，这个区域一直是太阳系小行星和彗星诞生的地方。20世纪90年代以来，天文学家发现柯伊伯带有更多围绕太阳运行的大天体。比如，美国天文学家布朗发现的“2003UB313”，就是一个直径和质量都超过冥王星的天体。 布朗等人的发现使传统行星定义遭遇巨大挑战。国际天文学联合会大会通过的新行星定义，意在弥
9、合传统的行星概念与新发现的差距。 大会通过的决议规定，“行星”指的是围绕太阳运转、自身引力足以克服其刚体力而使天体呈圆球状、能够清除其轨道附近其他物体的天体。在太阳系传统的“九大行星”中，只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合这些要求。冥王星由于其轨道与海王星的轨道相交，不符合新的行星定义，因此被自动降级为“矮行星”。,冥王星为什么会被“降级”？,【习题1】已知地球绕太阳做匀速圆周运动的周期 为365天，地球到太阳的距离为1.51011m，取G= 6.6710-11Nm2/kg2.求太阳的质量。（结果保留一 位有效数字）,【习题2】某星球的质量约为地球的8倍，半径为地 球的
10、4倍，一个在地球上重900N的人，如果处在该 星球上，它重多少？,【习题4】某物体在地面上受到的重力为160N，将它 放置在卫星中，在卫星以a=1/2g的加速度随火箭向 上加速升空的过程中，当物体与卫星中的支持物的 相互挤压的力为90N时，卫星距地球表面有多远 （地球半径R地=6.4*103Km, g表示重力加速度， g取10m/s2）？,【习题3】宇航员王亚平在“天宫”一号飞船内进 行了我国首次太空授课，演示了一些完全始终状态 下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h， 地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所 在处的重力加速度大小为？,【习题5】宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一 小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以 相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落 回原处。（地球表面重力加速度g取10m/s2，空气阻力 不计） （1）求该星球表面附近的重力加速度g。 （2）已经该星球的半径与地球半径之比为1:4，求该 星球的重量与地球质量之比？,【习题6】若在某行星和地球上相对于各自水平地面附近 相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方 向运动的距离之比为。已知该行星质量约为地球 的7倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径为？,
