万有引力理论的成就高一下学期物理人教版2019必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行7.3万有引力理论的成就在初中，我们已经知道物体的质量可以用天平来测量，生活中物体的质量常用电子秤或台秤来称量。问题？对于地球，我们怎样“称量”它的质量呢？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，我可以撬动地球。”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？不能一、“称量”地球的质量“称量”地球的质量阿基米德：“给我一个支点，我可以撬动地球”那是否我们给他一个天平（杠杆）他就能测量地球的质量了呢？No,地球的质量无法用天平测量高中物理问题一：那么地球的质量酒精如何测量？为什么把卡文迪许测量万有引力常量G说成是“测量地球的质量”？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黄金代换式例1：设地面附近的重力加速度g＝9.8m/s2，地球半径R＝6.4×106m，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，试估算地球的质量．答案

ME＝

忽略地球自转③在其他星球：②在距地面h的空中：故，离地越高,重力越____小二、计算天体的质量1、将行星（或卫星）的运动看成匀速圆周运动.2、万有引力提供向心力F引=F向.即得Mrm例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1.5×108km，公转的周期是3.16×107s，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kg?（结果取两位有效数字）解：由万有引力提供向心力得解得利用绕转天体求中心天体的质量和密度Mrm1.若已知绕转天体的r和v呢？r和ω呢？v和ω呢？2.能否求出绕转天体的质量呢？得寸进尺

2030年我们班的某同学驾驶着神舟S号宇宙飞船来到某一不知名的行星,对该行星进行观测．需要测定该行星的密度，请同学们帮他想想办法。天体密度的计算基本思路：

根据上面两种方式算出中心天体的质量M，结合球体体积计算公式和物体的密度计算公式求出中心天体的密度到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七颗行星——天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。？是天文观测数据不准确？？是万有引力定律的准确性有问题？？是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？发现未知天体英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”。后来，这颗行星被命名为海王星（图7.3-2）。海王星的发现过程充分显示了理论对于实践的巨大指导作用，所用的“计算预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体。理论轨道实际轨道

海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维耶列的方法预言另一颗行星的存在。在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗行星——冥王星。发现未知天体

海王星的发现和1705年英国天文学家哈雷根据万有引力定律正确预言了哈雷彗星的回归最终确立了万有引力定律的地位，也成为科学史上的美谈。诺贝尔物理学奖获得者，物理学家冯·劳厄说：

“没有任何东西向牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国……

”小结

这节课我们主要掌握的知识点是：1.万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：(2)环绕天体所需的向心力由中心天体对环绕天体的万有引力提供(1)地面（或某星球表面）的物体的重力近似等于万有引力2.了解了万有引力定律在天文学中具有的重要意义.

应用万有引力定律计算天体运动的几个有关问题1.解决天体问题的两条思路：（1）万有引力提供向心力（2）重力近似等于万有引力(m在M的表面附近，不考虑自转影响)

2.解决天体问题时应注意的问题（1）在用万有引力等于向心力列式求天体的质量时，只能测出中心天体的质量