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1、目标定位1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用2会用万有引力定律计算天体质量，了解“称量地球质量”“计算太阳质量”的基本思路3掌握运用万有引力定律和圆周运动知识分析天体运动问题的思路第1页/共18页一、“科学真是迷人”1重力与万有引力：若不考虑地球的自转，地面上质量为m的物体所受的重力_地球对物体的万有引力二、计算天体的质量1基本思路：行星绕太阳、卫星绕行星做匀速圆周运动的向心力是它们间的_提供的测量出环绕周期T 和环绕半径r.等于万有引力第2页/共18页3观测行星的运动，可以计算_的质量；观测卫星的运动，可以计算_的质量温馨提示以上方法所求质量为中心天体的质量，中心天体指处于另一天体(或卫
2、星)做圆周运动的圆心处的天体想一想若已知卫星绕地球运动的周期T和卫星到地心的距离r，可以计算卫星的质量吗？太阳行星第3页/共18页三、发现未知天体1海王星的发现英国剑桥大学的学生_和法国年轻的天文学家_根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道.1846年9月23日，德国的_在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星海王星2海王星的发现和_的“按时回归”确立了万有引力定律的地位，也成为科学史上的美谈亚当斯勒维耶伽勒哈雷彗星第4页/共18页一、天体的质量和密度的计算1天体质量的计算第5页/共18页2天体密度的计算注意：(1)计算天体的质量的方法不仅适用于地球，也适用于其他任何
3、星体要明确计算出的是中心天体的质量(2)要注意R、r的区分一般地R指中心天体的半径，r指行星或卫星的轨道半径若绕“近地”轨道运行，则有Rr.第6页/共18页【例1】在万有引力常量G已知的情况下，已知下列哪些数据，可以计算出地球质量 ()A地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B人造地球卫星在地面附近绕行的角速度和运行周期C月球绕地球运行的周期及地球半径D若不考虑地球自转，已知地球半径和地球表面的重力加速度答案D第7页/共18页第8页/共18页【例2】地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可估算地球的平均密度为()答案A第9页/共18页二、天体运动的分析与计算1基本思路：一般
4、行星或卫星的运动可看作匀速圆周运动，所需向心力由中心天体对它的万有引力提供2常用关系第10页/共18页3四个重要结论：设质量为m的天体绕另一质量为M的中心天体做半径为r的匀速圆周运动第11页/共18页【例3】如图641所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则()Ab所需向心力最小Bb、c的周期相同且大于a的周期Cb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Db、c的线速度大小相等，且小于a的线答案ABD图641速度第12页/共18页第13页/共18页【例4】地球的两颗人造卫星质量之比m1m212，轨道半径之比r1r212.求：(1)线速度
5、大小之比；(2)角速度之比；(3)运行周期之比；(4)向心力大小之比答案见解析解析设地球的质量为M，两颗人造卫星的线速度分别为v1、v2，角速度分别为1、2，运行周期分别为T1、T2，向心力分别为F1、F2.第14页/共18页第15页/共18页第16页/共18页1、利用下列哪组数据可以举算出地球的质量（、利用下列哪组数据可以举算出地球的质量（）A:已知地球的半径已知地球的半径R和地球表面的重力加速度和地球表面的重力加速度gB:已知卫星围绕地球运动的轨道半径已知卫星围绕地球运动的轨道半径r和周期和周期TC:已知卫星围绕地球运动的轨道半径已知卫星围绕地球运动的轨道半径r和线速度和线速度VD:已知卫星围绕地球运动的线速度已知卫星围绕地球运动的线速度V和周期和周期TABCD课堂练习第17页/共18页感谢您的观看。第18页/共18页