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1、关于万有引力定律成就第1页，讲稿共19张，创作于星期一知识点回顾1、万有引力定律的内容？公式是什么？、万有引力定律的内容？公式是什么？2、若考虑自转影响，地球对它表面物体若考虑自转影响，地球对它表面物体m的引力有什的引力有什么作用？么作用？3、若不考虑自转，地球对它表面物体若不考虑自转，地球对它表面物体m的万有引的万有引力，与重力又有什么关系？力，与重力又有什么关系？第2页，讲稿共19张，创作于星期一一、一、“能称出地球质量的人能称出地球质量的人”卡文迪许卡文迪许卡文迪许卡文迪许被称为被称为被称为被称为“能称出地球质量的人能称出地球质量的人能称出地球质量的人能称出地球质量的人”。求求M,需要测
2、量哪需要测量哪些量？些量？测地表半径近似地球半径R=6400km,测表面重力加速度g测G1 1、不考虑地球自转影响不考虑地球自转影响，地面上物体重力等于地球对物体的，地面上物体重力等于地球对物体的万有引力万有引力 即：即：F F F F万万万万=G=G=G=G 你能求出地球质量吗？你能求出地球质量吗？引力常量的测定意义重要引力常量的测定意义重要：它不仅用它不仅用实验证明了万有引力的存在实验证明了万有引力的存在,更使得万有引力有了真正的更使得万有引力有了真正的实实用价值用价值。第3页，讲稿共19张，创作于星期一练习练习1：为估测某星球质量，宇航员在该星球表面做小球自由落体为估测某星球质量，宇航员
3、在该星球表面做小球自由落体实验：实验：已知自由下落已知自由下落h，小球落地，小球落地时间时间t，星球半径为星球半径为R，试估算该，试估算该星球的质量。星球的质量。分析：分析：F万等于万等于G；求地表；求地表g第4页，讲稿共19张，创作于星期一可以用测定地球表面物体重力加速度的方可以用测定地球表面物体重力加速度的方法法,测定地球质量测定地球质量1、该法能否求月亮的质量？你有什么更好的方法测你有什么更好的方法测你有什么更好的方法测你有什么更好的方法测太阳质量？太阳质量？太阳质量？太阳质量？2 2、该法能否测该法能否测太阳质量太阳质量？第5页，讲稿共19张，创作于星期一Mmr线速度线速度线速度线速度
4、V V和轨道半和轨道半和轨道半和轨道半径径径径r r角速度角速度角速度角速度w w和轨道半径和轨道半径和轨道半径和轨道半径r r时间时间时间时间t t和轨道半径和轨道半径和轨道半径和轨道半径r r二、求天体的质量二、求天体的质量F第6页，讲稿共19张，创作于星期一二、计算天体的质量二、计算天体的质量rmTM1.天体天体质量质量的计算：的计算：问问：此时能否计算此时能否计算行星行星的质量呢？的质量呢？注意注意:只能计算只能计算中心天体中心天体的质量，不能求的质量，不能求围绕天体围绕天体的质量。的质量。1.中心天体中心天体注意：注意：绕行天体不同绕行天体不同r，T不同不同,但中心天体但中心天体M定
5、值定值第7页，讲稿共19张，创作于星期一方法、天体表面方法、天体表面g和天体半径和天体半径R(F万万=G)方法方法 2、环绕天体周期、环绕天体周期T、轨道半径、轨道半径r（F万万=F向）向）小结小结 求天体质量问题方法求天体质量问题方法第8页，讲稿共19张，创作于星期一练习练习2 2：如果我们能测出月球表面加速度如果我们能测出月球表面加速度g,g,月球的半径月球的半径R R和月球绕和月球绕地球运转的周期地球运转的周期T T和轨道半径和轨道半径r r。已知引力常量。已知引力常量G G，M M表表示月球质量，关于月球质量下列说法正确的是（示月球质量，关于月球质量下列说法正确的是（）A、B、C、D、
6、A第9页，讲稿共19张，创作于星期一 练练2、已知地球绕太阳公转的轨道半径为已知地球绕太阳公转的轨道半径为 公转的周期为公转的周期为请估算太阳的质量请估算太阳的质量?能否求太阳密度？能否求太阳密度？说明：说明：地球质量的数量级为：地球质量的数量级为：第10页，讲稿共19张，创作于星期一2、中心中心天体密度天体密度rmTM注意区别：注意区别：r为轨道半径为轨道半径R为中心天体半径为中心天体半径已知：周期已知：周期T和轨道半径和轨道半径r，中心天体自身半径，中心天体自身半径R ，则密度，则密度 注：当行星（或卫星）绕中心天体表面运行时，注：当行星（或卫星）绕中心天体表面运行时，则公式简化为：则公式
7、简化为：第11页，讲稿共19张，创作于星期一方法、已知星球表面方法、已知星球表面g和星球半径和星球半径R方法方法 2、已知环绕天体周期、已知环绕天体周期T、轨道半径、轨道半径r，中心天体，中心天体R小结小结 求天体密度问题方法求天体密度问题方法第12页，讲稿共19张，创作于星期一 练习：练习：某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算某行星的卫星，在靠近行星的轨道上飞行，若要计算行星的密度，需要测出的物理量是行星的密度，需要测出的物理量是()()A、行星的半径行星的半径 B、卫星的半径卫星的半径 C、卫星运行的线速度卫星运行的线速度 D、卫星运行的周期卫星运行的周期D第13页，讲稿共19张
8、，创作于星期一三、发现未知天体三、发现未知天体太空失重太空失重1 1.海王星海王星轨道是天文爱好者依据万有引力定律轨道是天文爱好者依据万有引力定律计算计算出来，出来，18461846年年由科学家在由科学家在预言位置附近发预言位置附近发发现发现了这颗行星，了这颗行星，人们称其为人们称其为“笔笔尖下发现的行星尖下发现的行星”；同样的方法；同样的方法又又预言预言了另一颗，了另一颗，1930年被年被发现发现冥王星冥王星2 2.天王星天王星的的运动轨道偏离运动轨道偏离是根据万有引力定律计算出来的，其原是根据万有引力定律计算出来的，其原因是由于天王星受到轨道外面的其它行星的引力作用。因是由于天王星受到轨道
9、外面的其它行星的引力作用。海王星海王星冥王星冥王星万有引力理论的其他成就第14页，讲稿共19张，创作于星期一例：例：两颗靠的很近的恒星称为两颗靠的很近的恒星称为双星双星，这两颗恒星必，这两颗恒星必须各以一定速率绕同一中心转动才不至于因万有须各以一定速率绕同一中心转动才不至于因万有引力作用而吸引在一起，已知双星的质量分别为引力作用而吸引在一起，已知双星的质量分别为m1和和m2，相距为，相距为L,求：求：（1 1）双星转动是什么运动？所需要力的来源？）双星转动是什么运动？所需要力的来源？（2 2）双星转动的）双星转动的角速度角速度？（3 3）双星之间距离关系怎样？质量关系怎样？）双星之间距离关系怎
10、样？质量关系怎样？双星双星双星的特点：双星的特点：（1）具有相同的向心力）具有相同的向心力（等于它们间的万有引力）（等于它们间的万有引力）；（2）具有相同的角速度和周期；）具有相同的角速度和周期；（3）它们始终都在一条直线上，且它们的间距不变；）它们始终都在一条直线上，且它们的间距不变；第15页，讲稿共19张，创作于星期一例例2 2：两颗靠的很近的恒星称为两颗靠的很近的恒星称为双星双星，这两颗恒星必，这两颗恒星必须各以一定速率绕同一中心转动才不至于因万有引力作须各以一定速率绕同一中心转动才不至于因万有引力作用而吸引在一起，已知双星的质量分别为用而吸引在一起，已知双星的质量分别为m1和和m2，相
11、距，相距为为L,求：求：（1 1）双星转动的半径；）双星转动的半径；（2 2）双星转动的周期；）双星转动的周期；双星双星双星的特点：双星的特点：（1）具有相同的向心力）具有相同的向心力（等于它们间的万有引力）（等于它们间的万有引力）；（2）具有相同的角速度和周期；）具有相同的角速度和周期；（3）它们始终都在一条直线上，且它们的间距不变；）它们始终都在一条直线上，且它们的间距不变；第16页，讲稿共19张，创作于星期一解析：解析：（1）双星作圆周运动的角速度必相同，且向心力由它们间的万）双星作圆周运动的角速度必相同，且向心力由它们间的万有引力提供，则：有引力提供，则：第17页，讲稿共19张，创作于星期一幻灯片 8注意：绕行天体不同注意：绕行天体不同r，T不同但中心天体不同但中心天体M定定值值第18页，讲稿共19张，创作于星期一感谢大家观看第19页，讲稿共19张，创作于星期一