7.3 万有引力理论的成就 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

水星，金星，地球，火星，木星，土星，天王星，海王星 7.3万有引力理论的成就 公元前2世纪，古希腊学者，阿基米德在杠杆原理的前提下曾提出：给他一个支点，他能撬动地球。 那么地球多重？ 他真的可以撬动地球吗？ 2、称量地球的人——卡文迪许 地球表面g=9.8m/s2， 地球半径R=6400km， G=6.67×10-11N m2/kg2 . 万有引力 重力G=mg m随地球自 转的向心力Fn 利用环绕天体还有能否测中心天体质量 明确天体运动的相关物理量 环绕天体m 轨道半径r 中心天体半径R 中心天体M r 由地球对月球的万有引力提供月球绕地球运行的向心力 得 月球公转周期 月球与地球之间距离 地球质量 测量地球质量 的重要方法之一 利用地球的卫星测地球的质量 万有引力提供向心力 思考：能不能测量太阳的质量呢？ 练1、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。 练2、登月密封舱在离月球表面h处的空中沿圆形轨道运行，周期是T，已知月球的半径是R，万有引力常数是G，据此试计算月球的质量。 三、解决天体运动的两条思路 1.利用天体表面物体： 2.利用天体的卫星： F万=Fn 注意：只能计算中心天体的质量，不能求出卫星的质量 r=R r=R+h r 天体质量的计算方法 方法总结 二、计算天体的密度 1.利用天体表面的重力加速度求天体的自身密度。   2.利用环绕天体来求中心天体的密度     若卫星近地飞行，则r≈R，得： 发现未知天体 在1781年发现的第七个行星—天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星,这就是后来发现的第八大行星—海王星. 海王星的实际轨道由英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶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来的. 英国的亚当斯和法国的勒维耶 1846年9月23日晚,由德国的伽勒在柏林天文台用望远镜在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星 笔尖下发现的行星 ——海王星 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的方法预言另一颗新行星的存在． 在预言提出之后，1930年，汤博发现了太阳系的后来曾被称为第九大行星的冥王星。 海王星、冥王星的发现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…… ” 练4、设地球质量为M，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，求人造卫星离海平面3R高度处的重力加速度g′是地球表面重力加速度g的多少倍？ 海拔越高， 重力加速度越小 练3、过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1/20。该中心恒星与太阳的质量比约为（ ） A.1/10 B.1 C.5 D.10 B $$