万有引力理论的成就_PPT金品课件.ppt

请阅读课本“发现未知天体”， 回答如下问题： * 第六章 万有引力与航天 阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什么名言？ “给我一个支点，我可以撬动球。” 那我们又是怎么知道巨大的地球的质量呢? 那给我们一个杠杆(天平)是否就可以称量地球的质量了呢？ 答案是:否定的. 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? 阅读课本“科学真是迷人” 思考问题： “称量地球的质量” 当时已知： 地球的半径R 地球表面重力加速度g 卡文迪许已测出的引力常量G 卡文迪许是如何 “称量地球的质量”的呢? 能否通过万有引力定律来“称量”? 物体在天体(如地球)表面附近受到的重力近似等于万有引力 “称量地球的质量” R M G θ m ω r F n F引 物体在天体表面时受到的 重力近似等于万有引力 万有引力分解为两个分力： 重力:G=mg 和m随地球 自转的向心力Fn: Fn =m r 4π2 T 2 结论：自转向心力远小于重力 万有引力近似等于重力 因此不考虑(忽略)地球自转的影响 地球的质量到底有多大? 已知: 地球表面g=9.8m/s2， 地球半径R=6400km， 引力常量G=6.67×1011Nm2/kg2。 请你根据这些数据计算地球的质量。 “称量地球的质量” M=6.0×1024kg 1、物体在天体表面附近受到的 重力等于万有引力 g---------天体表面的重力加速度 R--------天体的半径 一、计算天体质量的两种方法 一宇航员为测量一星球的质量，在 该星球表面上做自由落体运动实验， 让小球在高h处自由下落，经时间t 落地，已知星球的半径为r，引力 常量G.试求星球的质量。 测出了某行星的公转周期T、轨道半径r 能不能由此求出太阳的质量M？ 分析： 1.将行星的运动看成是 匀速圆周运动 2.万有引力提供向心力 F引=Fn. 只能求出中心天体的质量！！！ 不能求出转动天体的质量！！！ M=2.0×1030kg 思考：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？ 计算中心天体的质量 已知: 地球半径： R = 6400×103m 月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s 月亮轨道半径: r ≈ 60R， 求：地球的质量M？ F引=Fn 计算中心天体的质量 知道环绕天体的线速度v或角速度ω 及其轨道半径r，能不能求出中心天体的质量？ F引=Fn 2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力提供向心力 一、计算天体质量的两种方法 只能求出中心天体的质量！！！ 两种基本方法 1、重力等于万有引力 2、万有引力提供向心力 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 = 问题1：笔尖下发现的行星是 哪一颗行星？ 问题2：人们用类似的方法又 发现了哪颗星？ 三、发现未知天体 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ω D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T ABCD * 如果不知道环绕体的公转周期，而知道环绕体的线速度或角速度，能不能求出中心天体的质量。 如果不知道环绕体的公转周期，而知道环绕体的线速度或角速度，能不能求出中心天体的质量。 * *