7.3万有引力理论的成就 课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章 万有引力与宇宙航行 3 万有引力理论的成就 F G F G ω θ G Fn F引 R 万有引力与重力 万有引力 F引 重力 G = mg 向心力 赤道表面重 1 kg 的物体随地球自转的向心力 在不考虑地球自转的影响，物体在地球表面时受到的 重力等于万有引力 两极: F引=G 赤道: F引=G+Fn 静止在地面上的物体，若考虑地球自转的影响 不考虑地球自转的影响 M 是地球质量，R 是物体距地心 的距离 重力加速度 g 和地球半径 R 在卡文迪什之前就知道了，一旦测得引力常量 G，则可以算出地球质量 M。 称量地球的重量（重力加速度法） 地表重力加速度： g = 9.8m/s2 地球半径：R = 6400km 引力常量：Ｇ= 6.67×10-11Nm2/kg2 得地球质量 M= 6.0×1024kg 算一算地球质量 1789年，英国物理学家卡文迪什在实验室测出了引力常量，成为“称”出地球质量的第一人。 什 g---------天体表面的重力加速度 R--------天体的半径 mg = R 2 Mm G 1、物体在天体表面时受到的 重力等于万有引力 一、计算天体质量的两条基本思路 计算天体的密度 （g,R） （g,R） 只能求出中心天体的质量！！！ 中心天体M 环绕天体m 一、计算天体质量的两条基本思路 2、行星（或卫星）做匀速圆周运动万有引力提供向心力 (r ,T ) (r ,v ) (r ,w) 又 和 R是中心天体的半径 可得 当匀速圆周运动的天体绕中心天体表面运行 时，r=R， 设中心天体为密度均匀的球体估算天体的密度 计算天体的密度 (已知r ,R,T ) (已知T ) 中心天体M 环绕天体m 轨道半经r 明确各个物理量 天体半经R 海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星” 。它的发现确立了万有引力定律的地位 三、发现未知天体 海王星地貌 预言哈雷彗星回归 在牛顿之前，彗星被看作是一种神秘的现象。英国天文学家哈雷从1337年到1698年的彗星记录中挑选了24颗彗星，依据万有引力定律，用一年时间计算了他们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言，这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为76年，并预言它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。 海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确定了万有引力定律的地位，也成为科学史上的美谈。 牛顿还用月球和太阳的万有引力解释了潮汐现象，用万有引力定律和其他力学定律，推测出地球呈赤道处略为隆重的扁平形状。 小结： 万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路： (2) 环绕天体所需向心力由中心天体对环绕天体的万有引力提供 (1) 地面（或某星球表面）的物体的重力近似等于万有引力 宇航员站在一个星球表面上的某高 处h自由释放一小球，经过时间t落 地，该星球的半径为R，你能求解 出该星球的质量吗？ 练习1　　　　　　 2.(多选)已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是( ) A．地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B．月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离 C．人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期 D．若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度 BCD 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 练习　　　　　　 3.若已知宇宙飞船绕海王星运动的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G，则由此可求出 （ 　　 ） A、行星的质量 B、海王星的质量 C、行星的密度 D、海王星的密度 B 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 4. 5. $$