3.3万有引力定律的应用课件—2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

第三章 万有引力定律 第3节 万有引力定律的应用 小 钊 虫 O F引 G · 物体的重力随纬度增大而增大。只有在两极处重力等于万有引力,其他位置重力小于万有引力 Fn F引 G 由于地球自转角速度很小,自转所需的向心力很小,一般情况下认为重力近似等于万有引力, ,g为地球表面的重力加速度。 复习引入 小 钊 虫 一、预测地球形状 地球由于自转,在赤道的所需要向心力大,所以赤道部分隆起,地球为椭圆形。 牛顿的预测 小 钊 虫 二、预测未知天体 提出问题:天文学家观测天王星的运行轨道,发现其轨道与根据万有引力定律计算出来的轨道之间存在明显的偏差,是什么原因造成的呢? 小 钊 虫 科学推理:亚当斯和勒威耶分别独立推算一颗新行星的运行轨迹。 实践检验:柏林天文台的望远镜对准亚当斯和勒威耶计算出来的轨道位置观测,发现了一颗新的行星——海王星。 小 钊 虫 笔尖下发现的行星——海王星。 哈雷彗星的“按时回归” 海王星的发现,哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位,充分显示了科学理论对实践的巨大指导作用。 小 钊 虫 三、估算天体的质量 提出问题:生活中的物体的质量我们可以通过天平来测量,对于地球,我们又用什么方法来“称量”其质量呢? 例题:月球绕地球的运动可以近似看做匀速圆周运动。设月球绕地球运动的周期为T,月球中心到地心的距离为r,引力常量为G,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,利用这些已知条件,有多少种方法可以估算地球的质量? 小 钊 虫 根据牛顿第二定律: 得: 方法一:月球绕地球做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力 已知月球绕地球运动的周期 ,月球与地球之间的距离 。请估算地球的质量。 小 钊 虫 方法二:在地球表面附近,物体受到的重力近似等于地球对物体的万有引力 得: 小 钊 虫 【讨论与交流】已知太阳与地球之间的平均距离约为 ,你能估算地球质量的方法,来估算太阳的质量吗? 已知卫星或行星绕中心天体运动的周期及两者之间的距离,或天体半径及其表面重力加速度,就可以求出该中心天体的质量。 小 钊 虫 R、T2 r T1 近地卫星 思考:已知r,v或者r, ω可以求中心天体的质量吗?密度吗? (1)万有引力提供向心力可求质量 小 钊 虫 易错提醒——计算中心天体的质量、密度时的两点区别 (1)天体半径和卫星的轨道半径 通常把天体看成一个球体,天体的半径指的是