内容正文:
第3节 万有引力理论的成就
【学习目标】
1.了解万有引力定律在天文学上的应用。
2.会用万有引力定律计算天体的质量和密度。
3.掌握综合应用万有引力定律和圆周运动知识分析具体问题的方法。
【知识梳理】
一、中心天体质量的计算
二、中心天体密度的计算
三、万有引力定律解题的基本思路
【新课教学】
引入:“科学真是迷人”——地球的质量是多少?生活中买菜、买米等质量较小的物体时,我们可以用天平、台秤等测其质量。但像地球、太阳等这些庞然大物的质量如何测量?
.
m
F心
θ
R
O
ω
F引
已知质量为m=100kg的物体在地球表面随地球一起做匀速圆周运动,求(1)物体与地球间的万有引力(2)物体随地球自转的需的向心力(3)物体的重力,取g=9.8m/s2
一、地球质量的测量
记住这些常量!
.
m
F心
θ
F引
mg
R
O
ω
思考:你有什么收获?
卡文迪许——第一个称出地球质量的人!
M
m
模型:不考虑地球自转的影响,地球表面的物体受到的重力等于地球对物体的万有引力
测量:地球表面的重力加速度,地球半径R
模型:不考虑地球自转的影响,地球表面的物体受到的重力等于地球对物体的万有引力
测量:地球表面的重力加速度g,地球半径R
地球表面附近时,忽略地球自转
一、“称量”地球的质量
(2) 当物体距地面高H时(地球半径为R)
GMm
mg'= ——
(R+H)2
重力加速度随高度的增加而减小;
注:重力加速度随纬度的增加而增加
(1) 地球表面附近时,忽略地球自转
归纳小结
例1.宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象.若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为( )
B
例2.设地球表面的重力加速度为g,物体在距地心4R(R是地球半径)处,由于地球的引力作用而产生的重力加速度g‘,则g/g‘为
A、1 B、1/9;
C、1/4 D、1/16
D
物体所在4R处
地球表面处
二、计算天体的质量
模型:地球围绕太阳做匀速圆周运动
测量:地球绕太阳运动的周期T
地球绕太阳运动的半径r
思考:能用“称量”地球