第6章 4 万有引力理论的成就ppt课件

1、第六章4万有引力实际的成就学习目的 1.1.了解万有引力定律在天文学上的重要运用. .2.2.了解“计算天体质量的根本思绪. .3.3.了解地球对地面物体的万有引力与重力的区别和联络. .内容索引自主预习梳理 重点知识探求 当堂达标检测自主预习梳理1.称量地球的质量(1)思绪：地球外表的物体，假设不思索地球自转，物体的重力等于_ .(2)关系式：mg .(3)结果：M ，只需知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量.一、计算天体的质量一、计算天体的质量 地球对物体的万有引力2.太阳质量的计算( 1 ) 思 绪 ： 质 量 为 m 的 行 星 绕 太 阳 做 匀 速 圆 周 运 动 时 ，_ 充

2、任向心力.(2)关系式： .(3)结论：M ，只需知道行星绕太阳运动的周期T和半径r就可以计算出太阳的质量.(4)推行：假设知卫星绕行星运动的周期T和卫星与行星之间的间隔r，可计算行星的质量M. 行星与太阳间的万有引力二、发现未知天体二、发现未知天体1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生 和法国年轻的天文学家 根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新行星的轨道.1846年9月23日，德国的 在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星海王星.2.其他天体的发现：近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了 、阋神星等几个较大的天体.亚当斯勒维耶伽勒冥王星1.判别以下说法的正误.(1)地球

3、外表的物体的重力必然等于地球对它的万有引力.( )(2)假设只知道某行星绕太阳做圆周运动的半径，那么可以求出太阳的质量.( )(3)知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量.( )(4)天王星是根据万有引力定律计算的轨道而发现的.( )(5)牛顿根据万有引力定律计算出了海王星的轨道.( )(6)海王星、冥王星的发现阐明了万有引力实际在太阳系内的正确性.( )即学即用即学即用2.知引力常量G6.671011 Nm2/kg2，重力加速度g9.8 m/s2，地球半径R6.4106 m，那么可知地球的质量约为A.21018 kg B.21020 kgC.61022 kg D.61024 k

4、g答案重点知识探求一、天体质量和密度的计算导学探求导学探求1.卡文迪许在实验室测出了引力常量G的值，他称本人是“可以称量地球质量的人.(1)他丈量的根据是什么？答案答案假设忽略地球自转的影响，在地球外表上物体遭到的重力等于地答案假设忽略地球自转的影响，在地球外表上物体遭到的重力等于地球对物体的万有引力球对物体的万有引力.(2)假设还知地球外表重力加速度g，地球半径R，求地球的质量和密度.答案2.假设知道地球绕太阳的公转周期T和它与太阳的间隔r，能求出太阳的质量吗？假设要求太阳的密度，还需求哪些量？答案天体质量和密度的计算方法知识深化知识深化 “自力更生法”“借助外援法”情景已知天体(如地球)的

5、半径R和天体(如地球)表面的重力加速度g行星或卫星绕中心天体做匀速圆周运动思路物体的重力近似等于天体(如地球)与物体间的万有引力：行星或卫星受到的万有引力充当向心力：天体质量天体(如地球)质量：中心天体质量：天体密度说明利用 求M是忽略了天体自转，且g为天体表面的重力加速度由F引F向求M，求得的是中心天体的质量，而不是做圆周运动的天体质量例例1假设在半径为假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星的某天体上发射一颗该天体的卫星.假设它贴近该假设它贴近该天体的外表做匀速圆周运动的周期为天体的外表做匀速圆周运动的周期为T1，知万有引力常量为，知万有引力常量为G.(1)那么该天体的密度是多少？那么

6、该天体的密度是多少？解析答案解析设卫星的质量为解析设卫星的质量为m，天体的质量为，天体的质量为M.(2)假设这颗卫星距该天体外表的高度为h，测得卫星在该处做圆周运动的周期为T2，那么该天体的密度又是多少？解析答案解析卫星距天体外表的高度为解析卫星距天体外表的高度为h时，忽略自转有时，忽略自转有留意区分R、r、h的意义：普通情况下，R指中心天体的半径，r指行星或卫星的轨道半径，h指卫星间隔星球外表的高度，rRh.特别提示特别提示针对训练过去几千年来，人类对行星的认识与研讨仅限于太阳系内，针对训练过去几千年来，人类对行星的认识与研讨仅限于太阳系内，行星行星“51 peg b的发现拉开了研讨太阳系外

7、行星的序幕的发现拉开了研讨太阳系外行星的序幕.“51 peg b绕绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的动半径的 .该中心恒星与太阳的质量的比值约为该中心恒星与太阳的质量的比值约为A. B.1 C.5 D.10答案解析例例2有一星球的密度与地球一样，但它外表处的重力加速度是地球外有一星球的密度与地球一样，但它外表处的重力加速度是地球外表重力加速度的表重力加速度的4倍，求：倍，求：(1)星球半径与地球半径之比；星球半径与地球半径之比；答案答案答案4 1解析(2)星球质量与地球质量之比.答案答案答案6

8、4 1解析(1)物体在普通位置时Fmr2，F、F引、G不在一条直线上，重力G与万有引力F引方向有偏向，重力大小二、物体所受地球的引力与重力的关系1.物体在地球外表上所受引力与重力的关系地球在不停地自转，地球上的物体随着地球自转而做圆周运动，做圆周运动需求一个向心力，所以重力不直接等于万有引力而近似等于万有引力，如图1，万有引力为F引，重力为G，自转向心力为F.当然，真实情况不会有这么大偏向.图1(3)当物体在两极时F0(2)当物体在赤道上时，F到达最大值Fmax，FmaxmR2，此时重力最小；可见只需在两极处重力等于万有引力，其他位置重力小于万有引力.(4)由于地球自转角速度很小，自转所需向心

9、力很小，普通情况下以为重力近似等于万有引力， g为地球外表的重力加速度.2.重力与高度的关系假设间隔地面的高度为h，那么 (R为地球半径，g为离地面h高度处的重力加速度).所以在同一纬度距地面越高，物体的重力加速度越小，那么物体所受的重力也越小.例例3我国航天技术飞速开展，想象数年后宇航员登上了某星球外表我国航天技术飞速开展，想象数年后宇航员登上了某星球外表.宇航宇航员从距该星球外表高度为员从距该星球外表高度为h处，沿程度方向以初速度处，沿程度方向以初速度v抛出一小球，测得小抛出一小球，测得小球做平抛运动的程度间隔为球做平抛运动的程度间隔为L，知该星球的半径为，知该星球的半径为R，引力常量为，

10、引力常量为G.求：求：(1)该星球外表的重力加速度；该星球外表的重力加速度；解析答案(2)该星球的平均密度.解析答案当堂达标检测1.(天体质量的计算)知引力常量G、月球中心到地球中心的间隔R和月球绕地球运转的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有A.月球的质量 B.地球的质量C.地球的半径 D.地球的密度1234答案解析2.(天体的质量和密度的计算)一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星外表飞行，要测定该行星的密度，仅仅需求A.测定飞船的运转周期 B.测定飞船的环绕半径C.测定行星的体积 D.测定飞船的运转速度解析答案12343.(地球外表的万有引力与重力的关系)地球可近似看成球形，由于地球外

11、表上物体都随地球自转，所以有A.物体在赤道处遭到的地球引力等于两极处，而重力小于两极处B.赤道处的角速度比南纬30大C.地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比 两极处大D.地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力答案解析1234解析由解析由 可知，假设地球看成球形，那么物体在地球外表上任何可知，假设地球看成球形，那么物体在地球外表上任何位置遭到的地球引力都相等，此引力的两个分力一个是物体的重力，另一个位置遭到的地球引力都相等，此引力的两个分力一个是物体的重力，另一个是物体随地球自转所需的向心力是物体随地球自转所需的向心力.在赤道上，向心力最大，重力最小，在赤道上，向心力最大，重力最小，A对对.地球各处的角速度均等于地球自转的角速度，地球各处的角速度均等于地球自转的角速度，B错错.地球上只需赤道上的物体向心加速度指向地心，其他位置的向心加速度均不地球上只需赤道上的物体向心加速度指向地心，其他位置的向心加速度均不指向地心，指向地心，C错错.地面上物体随地球自转的向心力是万有引力与地面支持力的合力，地面上物体随地球自转的向心力是万有引力与地面支持力的合力，D错错.12344.(物体的运动与万有引力的结合)宇航员在