万有引力理论的成就

《万有引力理论的成就》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四节　万有引力理论的成就阿基米德曾说过一句话：“假如给我一个杠杆，一个支点，我就能撬动地球．”他想，地球的质量可以通过计算这个杠杆的动力臂与阻力臂的比来得出，相信很多人都有同样的想法．这当然不能够实现，但现在我们可以用“万有引力定律”这个法宝来“测”地球和太阳的质量．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的质量．3．理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法．课前预习一、计算中心天体的质量和密度1．天体质量的计算．(1)对于有卫星的天体，可认为卫星绕中心天体做匀速圆周运动，中心天体对卫星的________提供卫星做匀速圆周运动的向心力．万有引力英国剑

2、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，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗新星的轨道．1846年9月23日晚，德国的________在勒维耶预言的附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”．后来，这颗行星命名为海王星．二、发现未知天体1．海王星的发现过程．18世纪，人们观测发现，1781年发现的太阳系的第七颗行星——天王星的运动轨道与根据______________计算出来的轨道总有一些偏差．伽勒万有引力定律亚当斯勒维耶2．哈雷彗星的“按时回归”．1705年，英国天文学家________根据万有引力定律计算了一颗著名彗星的轨道并正确

3、预言了它的回归，这就是哈雷彗星．哈雷怎样计算天体的质量和密度？一、天体的质量求天体质量的方法主要有两大类，一类是利用此天体的一个卫星(或行星)绕它做匀速圆周运动的有关规律来求，另一类是利用天体表面处的重力加速度来求．1．已知某星体绕天体做匀速圆周运动，利用万有引力充当向心力列出相关方程即可求出中心天体的质量．一般有以下三种形式：名师提示：(1)利用上述方法求天体的质量时，只能求出中心天体的质量而不能求出环绕天体的质量；(2)在估算天体质量时，地球的公转周期、地球的自转周期、月球绕地球的运动周期及地球同步卫星的周期等属于常识性知识，可作为已知条件使用．尝试应用下列几组数据中能算出地球质量的

4、是(引力常量G是已知的)()A．已知地球绕太阳运动的周期T和地球中心离太阳中心的距离rB．已知月球绕地球运动的周期T和地球的半径rC．已知月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离rD．已知月球绕地球运动的周期T和轨道半径r答案：CD测定天体质量的方法2007年11月5日“嫦娥一号”顺利进入环月轨道，在不久的将来我国航天员将登上月球，假设几年后我国第一位航天员登上了月球表面，如果他已知月球半径，那么他用一个弹簧测力计和一个已知质量的砝码，能否测出月球的质量？应该怎样测定？解析：将砝码挂在弹簧测力计上，记录弹簧测力计的读数F,答案：见解析变式应用1．1.太阳光经过500s到达地球，地

5、球的半径为6.4×m，试估算太阳质量与地球质量的比值（取一位有效数字）.解析：太阳到地球的距离为r=ct=3.0××500m=1.5×m地球绕太阳的运动可看成是匀速圆周运动，向心力为太阳对地球的引力，地球绕太阳的公转周期约为T=365×24×3600s≈3.2×s则太阳的质量为地球表面的重力加速度g取9.8，在忽略地球自转的情况下，物体在地球表面所受的重力等于地球对物体的引力，即m′g=则地球的质量为太阳质量和地球质量的比值为答案：3×′测定天体的密度近年来，美国发射的“凤凰号”火星探测器已经在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究(如发现了冰)，为我们将来登上火星

6、、开发和利用火星奠定了坚实的基础．如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得它运动的周期为T，则火星的平均密度ρ的表达式为(k为某个常量)()答案：D变式应用2．登月火箭关闭发动机后在离月球表面112km的上空沿圆形轨道做匀速圆周运动，其周期为120.5min，月球的半径为1740km，求月球的平均密度．答案：3.26×103kg/m3行星运动规律的分析两个行星质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，求：(1)它们与太阳间的万有引力之比；(2)它们的公转周期之比．名师归纳：在中学物理中解决天体运动问题，通常把天体运动看作匀速圆周运动，天体运动的向心力由万有引

7、力提供，根据万有引力定律和向心力的有关公式列出方程，即可求解．变式应用3．(2012年浙江)如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是()A．太阳对各小行星的引力相同B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值答案：C基础练1．下列说法错