7.3 万有引力理论的成就 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版必修2

7.3 万有引力理论的成就 给我一个支点，我可以撬动整个地球。 O 两级： R O 赤道： R O 重力和向心力的合力等于万有引力 R mg 万有引力与重力、向心力 mg 万有引力 向心力 重力mg 纬度增加，mg增大，g增大 高度增大，mg减小，g减小 质量为1kg的物体在赤道时需要的向心力： F向=mr (2π/T)2 =1×6400000×4×3.142/(24×60×60)2=0.034N F向＜＜ mg=9.8N 万有引力与重力、向心力 有时候忽略地球自转，不考虑向心力，此时： 【例题】质量为m的小物体在地球北极点所受重力为F1，在赤道上所受向心力为F2。若地球可视为匀质球体，则质量为M的物体在赤道上所受重力为( ) “称量”地球的质量 不考虑地球自转： 如何测地球表面重力加速度？ 自由落体运动，抛体运动 卡文迪什被称为“第一个称量地球质量的人”！ ≈6.0 x 1024 kg 方法一：根据天体表面重力加速度求天体质量 ——“自力更生法” 基本思路 R-----中心天体的半径 g-----中心天体表面的重力加速度 计算中心天体的质量 黄金代换 【例题】一宇航员为了估测一星球的质量，他在该星球的表面做自由落体实验：让小球在离地面h高处自由下落，他测出经时间t小球落地，又已知该星球的半径为R，试估算该星球的质量。 分析： 质量为m的小球在星球表面 g = ? 小球自由下落 怎样才能得到太阳的质量？ 计算天体的质量 方法二：根据行星或卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供求天体质量 “借助外援法” 思考与讨论 已知太阳与地球间的平均距离约为1.5x1011 m,你能估算太阳的质量吗?换用其他行星的相关数据进行估算，结果会相近吗?为什么? 借助外援法是否可用于计算地球的质量、火星的质量、月球质量？需要的条件是什么？ 计算天体的质量 上述方法能否求出环绕天体的质量？ 计算天体的密度 例1 假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，已知引力常量为G，忽略该天体自转. (1)若卫星贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为 ，则该天体的密度是多少？ 计算天体的密度 解析　设卫星质量为m，天体质量为M.卫星距天体表面的高度为h时， 例2 假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，已知引力常量为G，忽略该天体自转. (2)若卫星距该天体表面的高度为h，测得卫星在该处做圆周运动的周期为T1，则该天体的密度是多少？ h r R 总结 总结计算天体质量的方法 法一：自力更生法 需知天体的R，和其表面的g 法二：借助外援法 需知卫星的r、T 只需知卫星的T 发现未知天体 亚当斯 勒维耶 笔尖下发现的行星 ----海王星 预言哈雷彗星回归 万有引力的成就 没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树立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…… ——物理学家劳厄 （诺贝尔奖获得者） 天体的体积为V＝πR3 故该天体的密度为ρ＝＝＝ G＝m(R＋h)，则有M＝ $