6.4万有引力定律成就.ppt

第四节 万有引力理论的成就 一、 “能称出地球质量的人” 练习1： 为估测某星球质量，宇航员在该星球表面做小球自由落体实验： 已知自由下落h，小球落地时间t，星球半径为R，试估算该星球的质量。 可以用测定地球表面物体重力加速度的方法,测定地球质量1、该法能否求月亮的质量？ 二、求天体的质量 练习2：如果我们能测出月球表面加速度g,月球的半径R和月球绕地球运转的周期T和轨道半径r。已知引力常量G，M表示月球质量，关于月球质量下列说法正确的是（ ） 练2、已知地球绕太阳公转的轨道半径为 公转的周期为 请估算太阳的质量? 能否求太阳密度？ 注意：绕行天体不同r，T不同但中心天体M定值 幻灯片 8 * * 知识点回顾 1、万有引力定律的内容？公式是什么？ 2、若考虑自转影响，地球对它表面物体m的引力有什么作用？ 3、若不考虑自转，地球对它表面物体m的万有引力，与重力又有什么关系？ 卡文迪许被称为“能称出地球质量的人”。 求M,需要测量哪些量？ 测地表半径近似地球半径R=6400km, 测表面重力加速度g 测G 1、不考虑地球自转影响，地面上物体重力等于地球对物体的万有引力 即：F万=G 你能求出地球质量吗？ 引力常量的测定意义重要： 它不仅用实验证明了万有引力的存在,更使得万有引力有了真正的实用价值。 分析：F万等于G；求地表g 你有什么更好的方法测太阳质量？ 2、该法能否测太阳质量？ M m r 线速度V和轨道半径r 角速度w和轨道半径r 时间t和轨道半径r F 二、计算天体的质量 r m T M 1. 天体质量的计算： 问：此时能否计算行星的质量呢？ 注意:只能计算中心天体的质量，不能求围绕天体的质量。 1. 中心天体 注意：绕行天体不同r，T不同,但中心天体M定值 方法１、天体表面g和天体半径R (F万= G) 方法 2、环绕天体周期T、轨道半径r（F万= F向） 小结 求天体质量问题方法 A、 B、 C、 D、 A 说明：地球质量的数量级为： 2、中心天体密度 r m T M 注意区别： r为轨道半径 R为中心天体半径 已知：周期T和轨道半径r，中心天体自身半径R ，则密度 注：当行星（或卫星）绕中心天体表面运行时， ， 则公式简化为： 方法１、已知星球表面g和星球半径R 方法 2、已知环绕天体周期T、轨道半径r，中心天体R 小结 求天体密度问题方法 练习： 某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是( ) A、行星的半径 B、卫星的半径 C、卫星运行的线速度 D、卫星运行的周期 D 三、发现未知天体 太空失重 1.海王星轨道是天文爱好者依据万有引力定律计算出来，1846年由科学家在预言位置附近发发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星” ；同样的方法又预言了另一颗，1930年被发现——冥王星 2.天王星的运动轨道偏离是根据万有引力定律计算出来的，其原因是由于天王星受到轨道外面的其它行星的引力作用。 海王星 冥王星 万有引力理论的其他成就 例：两颗靠的很近的恒星称为双星，这两颗恒星必须各以一定速率绕同一中心转动才不至于因万有引力作用而吸引在一起，已知双星的质量分别为m1和m2，相距为L,求： （1）双星转动是什么运动？所需要力的来源？ （2）双星转动的角速度？ （3）双星之间距离关系怎样？质量关系怎样？ 双星 双星的特点： （1）具有相同的向心力（等于它们间的万有引力）； （2）具有相同的角速度和周期； （3）它们始终都在一条直线上，且它们的间距不变； 例2：两颗靠的很近的恒星称为双星，这两颗恒星必须各以一定速率绕同一中心转动才不至于因万有引力作用而吸引在一起，已知双星的质量分别为m1和m2，相距为L,求： （1）双星转动的半径； （2）双星转动的周期； 双星 双星的特点： （1）具有相同的向心力（等于它们间的万有引力）； （2）具有相同的角速度和周期； （3）它们始终都在一条直线上，且它们的间距不变； 解析： （1）双星作圆周运动的角速度必相同，且向心力由它们间的万有引力提供，则： *