内容正文:
那么如何测太阳的质量?
5.3万有引力定律与天文学
得新发现
1.了解万有引力定律在天文学上的应用:海王星的发现、哈雷彗星的预报。
3.了解重力的产生及其规律。
2.学习用万有引力定律计算天体的质量和密度的原理与方法。
预习须知
1、天体实际做什么运动?而我们通常认为做什么运动?描述物体做圆周运动的物理量有哪些?
天体实际沿着椭圆形的轨道做变速运动,可近似看成匀速圆周运动,描述圆周运动的物理量有,V,w,T
2.物体做圆周运动的向心力公式是什么?分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式。
3、万有引力定律公式:
G为引力常量,r为两物体的中心距离。
仅适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。(两物体为均匀球体时,r为两球心间的距离)
4、适用条件
5、笔尖下发现的行星
万有引力的应用,两位年轻人亚当斯和勒维烈,事先不向天空看一眼,凭借万有引力定律,通过计算,在笔尖下发现了新的天体海王星。
海王星
海王星的发现
此图像对彗星的描述画面生动,弥足珍贵。我国在这方面的记载尤为丰富。
哈雷彗星的预报
哈雷彗星的预报
通过哈雷的事迹谈谈你的感受?
万有引力定律不仅可以发现新的行星,还可以测出天体的质量,接下来我们就看看如何测天体的质量
探究一:八大行星围绕太阳运动,太阳为中心天体。思考:行星做圆周运动的向心力是什么?并结合公式反解求出天体质量与线速度,角速度,周期的公式(黑板上写出公式)
答:行星绕恒星的运动和卫星绕行星的运动均可近似看成是匀速圆周运动,其所需的向心力就是恒星与行星、行星与卫星的万有引力提供的,F万=F向。
我来探究
根据以上三个公式思考:我们知道行星绕太阳转动,现在让你来称太阳的质量,你该如何来称?整个过程中需要哪些相关的物理量,这些物理量又是如何测得?选择公式时应该注意什么?
探究二:把地球绕太阳公转看做是匀速圆周运动,轨道平均半径约为1.5×1011m,周期为公转周期是3.16×107s ,已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,则可估算出太阳的质量大约是多少kg?(结果取一位有效数字)
解析:
设太阳的质量为M,地球质量为m,轨道半径为r=1.50×1011m,公转周期是3.16×107s,
万有引力提供向心力
探究三:地球表面重力加速度为g, 忽略地球自转的影响,