万有引力定律与天文学新发现.pptx

5.3 万有引力定律与 天文学的新发现;;知识回顾 1.物体做圆周运动的向心力公式是什么？ 分别写出向心力与线速度、角速度、 周期的关系式。;2.万有引力定律公式：;一.笔尖下发现的行星;问题到底出在什么地方呢？ 是星表有错误？ 是牛顿力学的理论有误？ 还是有另外的未知行星在干扰？;勒维烈 （1811—1877）; 1846年8月31日，勒维烈把计算出的这颗大行 星的位置，通知了柏林天文台。1846年9月23日， 德国加勒在与预报相差不多的位置上找到了这颗 新行星，命名为海王星。 两位年轻人，事先不向天空看一眼，凭借万 有引力定律，通过计算，在笔尖下发现了新的天 体，这充分显示了科学理论的威力。同时，也验证 了万有引力定律的正确性。; 此图像对彗星的描述画面生动，弥足珍贵。 我国在这方面的记载尤为丰富。; 牛顿发现的万有引力定律，开始只是一个假 设.在其后的一百多年间，像海王星的发现，哈雷 彗星的成功预报，万有引力定律不断地被科学实 验所证实，才逐渐得到普遍认可。 下面我们看万有引力定律的其他用途……;科学真是迷人！; 行星绕恒星的运动和卫星绕行星的运动均 可近似看成是匀速圆周运动，其所需的向心力 就是由恒星与行星、行星与卫星之间的万有引 力提供的，F万=F向。;; 例1.把地球绕太阳公转看做是匀速圆 周运动，轨道平均半径约为1.5×108 km， 已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2， 则可估算出太阳的质量大约是多少? （结果取一位有效数字）;解析：设太阳的质量为M，地球质量为m，轨 道半径为r=1.50×1011 m，公转周期是 3.15×107 s， 万有引力提供向心力;四.破解重力变化之谜 思考 “重力”就是“万有引力”吗？;1.在地球表面，重力只是万 有引力的一个分力。;例2.地球表面重力加速度为g， 忽略地球 自转的影响， 在距地面高度为h的空中重 力加速度是地面上重力加速度的几倍? 已知地球半径为R。 ;解析：不计地球自转的影响， 物体的重力 等于物体受到的万有引力。 地面： h高处： 所以;天体质量的计算方法总结 方法一：已知天体的球体半径R和球体表面重力 加速度g，求天体的质量。 基本思路;方法二：已知行星（或卫星）的公转周期T、轨 道半径r，可求出中心天体的质量M（但不能求 出行星或卫星的质量m） 基本思路 ;一.知道万有引力定律在天文学上的应用——发 现未知天体。 二.能够根据条件求天体的质量和密度。 三.知道重力随纬度和高度的变化而变化的规律。;1.最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星 有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用时间 为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的 100倍，假设该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太 阳运行的轨道都是圆，仅利用以上两个数据可以求 出的量有（ ） A．恒星质量和太阳质量之比 B．恒星密度和太阳密度之比 C．行星质量与地球质量之比 D．行星运行速度与地球公转速度之比;2.若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r， 周期为T，引力常量为G，则可求得（ ） A.该行星的质量 B.太阳的质量 C.该行星的平均密度 D.太阳的平均密度;3.天文学家发现了一颗距地球40光年的“超级地 球”，名为“55Cancri e”该行星绕母星（中心天 体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的 ， 母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度 相同，“55 Cancri e”与地球均做匀速圆周运 动，则“55 Cancri e”与地球的( ) A.轨道半径之比约为 B.轨道半径之比约为 C.向心加速度之比约为 D.向心加速度之比约为;4.（2012·安徽高考）我国发射的“天宫一号”和 “神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道 高度为350km，“神舟八号”的运行轨道高度为 343km。它们的运行轨道均视为圆周，则　(　　) A.“天宫一号”比“神舟八号”速度大 B.“天宫一号”比“神舟八号”周期长 C.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大 D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大