内容正文:
第七章 万有引力与宇宙航行
7.3万有引力理论的成就
课前回顾
太阳与行星间的引力
向心力公式
开普勒第三定律
力的作用的相互性
月—地检验
万有引力定律
卡文迪许扭秤实验测得引力常量G
学习目标
1.如何“称量”地球的质量?
2.如何计算天体的质量?
3.如何发现未知天体?
课前导入
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。”
一、万有引力与重力
1、物体处于地球表面上
1)考虑地球自转的影响;
θ
R'
O'
O
R
G=mg
N
O
R
R'
θ
O'
F向
F
总有
平行四边形定则
1.不考虑地球自转的情况下,物体所受重力与地球对物体之间的万有引力是什么关系?
由于g、R在卡文迪许之前已经知道,而卡文迪许测出G后,就意味着也测出了地球的质量。
卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的人”!
2.关系式:
2、物体处于地球上空
无论是否考虑地球自转,物体所受的万有引力等于其自身重力;万有引力提供向心力。
其中:g,为物体的空中重力加速度。
匀速圆周运动
公式总结
天体的质量计算
知识拓展
宇宙飞船m绕某星球表面近地飞行,已知宇宙飞船绕星球飞行一周的时间为T0,求该星球的密度?
近地飞行
!T0为近地周期
双星问题
由万有引力定律得
又
由万有引力提供向心力可得
在计算天体质量时,应将该天体作为 天体,
研究它的 天体的运动,根据 力
提供 建立方程,计算 天体的质量。
该算法能计算环绕天体的质量吗?
为什么?
中心
环绕
万有引
向心力
中心
注意事项
练一练
为了研究太阳演化进程,需知道太阳的质量M.已知地球的半径 R,地球的质量 m,日地中心的距离 r,地球表面的重力加速度 g,公转周期为T,试估算目前太阳的质量M.(引力常数未知)
解:由F引=Fn得
有黄金代换式可得:
联立两式得
谢谢
G=m2r
M=
$$