6万有引力理论的成就.pptVIP

请阅读课本“发现未知天体”，回答以下问题： * 复习： 1、万有引力定律的内容是什么？ 2、该定律的适用条件是什么？ 3、比例系数G是怎样测量的？ 4 万有引力理论的成就 李林 2014.3.25 1、内容： 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。 2、公式： 　　　r：质点(球心)间的距离 引力常量：G=6.67×10－11 N·m2/kg2 3、条件: 质点或均质球体 4、理解:普遍性、相互性、宏观性、特殊性 m2 m1 F F r 一、天体质量的计算 探究一： 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是g=9.8m/s2，地球的半径是6400km，万有引力常量是G=6.67×10-11Nm2/kg2。 你能否根据这些数据计算地球的质量吗？ 。 方法：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等于地球对物体的万有引力，即： GM=gR2 黄金代换式 思考： 根据所学的知识你能解释为什么可以不考虑地球自转的影响呢？ 结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此一般粗略计算中不考虑（或忽略）地球自转的影响。 R M θ ω r m mg F向 F引 试求： 质量为1kg的物体静止在赤道上时的向心加速度。（已知地球半径R=6.×106m) 答案：a=0.034m/s2 点评：重力加速度 g 的变化 1）重力是万有引力的分力 万有引力 自转向心力 重 力 3）重力加速度g的大小 在地表球面时 离地面h高处 在赤道时重力最小、两极时最大且等于万有引力。 2）重力加速度g的变化 随纬度增大而增大，随高度增大而减小 R M θ ω r m mg F向 F引 方法1、选定一颗绕地球转动的卫星(例如月球），测定卫星的轨道半径和周期。 方法2、若已知卫星绕地球做匀速圆周运动的的半径r和运行的线速度v。 探究二： 你还有其他办法测量出地球的质量吗？需要测量那些物理量呢？ 应用万有引力计算天体质量的基本思路： 1.确定中心天体，找出绕该天体作匀速圆周运动的物体; 2.建立天体运动的基本方程; F万=F向 3.明确方程中各物理量的涵义。 【例一】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.地球绕太阳的运行速率 BD 【练习】已知下列哪组数据，可以计算出地球的质量M( ) A、地球绕太阳运行的周期T地及地球距离太阳中心的距离R地日 B、月球绕地球运行的周期T月及月球离地球中心的距离R月地 C、人造地球卫星在地面附近绕行时的速度v和运行周期T卫 D、若不考虑地球的自转，已知地球的半径及重力加速度 说明：根据地球卫星绕地球运行的参数（如周期、轨道半径），能推算出地球的质量，但不能推算卫星的质量；根据行星绕太阳运行的参数，能推算太阳的质量，但不能推算行星的质量。 BCD 探究三：如何计算地球的密度？ 二、天体密度的计算 若已知半径为R的球体体积的计算式为 则地球的平均密度表达式为 。 二、天体密度的计算 M V r = 当r≈R时 二、天体密度的计算 M V r = 思考： 你能否估算太阳的质量和密度呢？ 如何知道宇宙中一个未知天体的质量和密度呢？ 方法点拨：了解绕着这个天体做匀速圆周运动的星体一些信息。 【例二】一艘宇宙飞船飞到月球的表面附近，绕月球做近表面匀速圆周运动。若宇航员用一只机械表测得绕得一周所用时间为T，则月球的平均密度是多大？ 【例一】天文观察得某行星线速度为v，离太阳距离r，则可知太阳质量为　　　　 ；若从太阳发出的光射到地面需要约8分20秒，试估算太阳质量。 【例三】 （04高考第23题，16分）在“勇气号”火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T。火星可视为半径为r0的均匀球体。 H V 三、发现未知天体 冥王星 海王星 问题2：人们用类似的方法又发现了哪颗行星？ 问题1：笔尖下发现的