K6.4-万有引力理论的成就ppt课件.ppt

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1、6.4万有引力理论的成就1一、万有引力定律的基本知识1、定律的发现2、定律的内容③独立性①万有引力（普遍性）②相互性卡文迪许测出的。①两质点间的距离②均匀球体，球心间的距离牛顿温故而知新④宏观性2二、万有引力与重力FG①在地面：万有引力提供向心力和物体压紧地球的力(重力)重力是万有引力的一个分力当地球看成圆时这两个力和引力在一条直线上，这两个力的和等于引力F向故一般计算重力：故赤道上的重力____最小②在空中：故，离地越高,重力越____小FGF向在两极的重力____最大因这地球自转的角速度很小，需要的向心力可以忽略哇！

2、！这两个式子叫黄金代换哟温故而知新3二.基本思路1.将行星（或卫星）的运动看成是匀速圆周运动.2.万有引力充当向心力F引=Fn.或在球体表面附近F引=G重4二.基本思路5中心天体M转动天体m轨道半经r三.明确各个物理量天体半经R6四.应用一－天体质量的计算方法一.已知天体的球体半径R和球体表面重力加速度g.求中心天体的质量基本思路7牛刀小试例1：设地球表面的重力加速度为g,物体在距地心4R（R是地球半径）处，由于地球的引力作用而产生的重力加速度g'，则g'/g为A、1；B、1/9；C、1/4；D、1/16。解析：因为g=

3、g'=,所以g/g'=1/16,即D选项正确。8四.应用一－天体质量的计算方法二.已知行星（或卫星）的周期公转周期T、轨道半径r，可求出中心天体的质量M（但不能求出行星或卫星的质量m）基本思路需要条件：地球公转周期T；地球轨道半径r9需要条件：地球线速度v；地球轨道半径r。需要条件：地球角速度ω；地球轨道半径r四.应用一－天体质量的计算10四.应用二－天体密度的计算基本思路：根据上面两种方式算出中心天体的质量M，结合球体体积计算公式物体的密度计算公式求出中心天体的密度11四.应用二－天体密度的计算12四.应用二－天体密度

4、的计算当r≈R时13例2.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？解析：由星球表面附近重力等于万有引力得:解得：释放小球后小球做匀加速运动故星球质量为：14特别提醒:利用万有引力定律提供向心力，我们只能求出中心天体的质量和密度。所以要求太阳的质量和密度就要以它的行星为研究对象。若要求地球的质量和密度，就要以它的卫星为研究对象；也可以以地面上的物体利用重力近似等于万有引力求得。15四.应用三－发现未知天体16四.应用三－发现未知天体问题1:人们是怎样应用

5、万有引力定律来发现未知天体的?在18世纪，人们已经知道太阳系有7个行星，其中1781年发现的第七个行星──天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有比较大的偏离.当时有人推测，在天王星轨道外面还有一个未发现的行星，它对天王星的作用引起了上述偏离。英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶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行星的轨道。1846年9月23日晚，德国的加勒在勒维列预言的位置附近发现了这颗新行星。后来，天文学家把这个行星叫做海王星.用同样的方法，在1930年3月14日，

6、人们发现了冥王星171.飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量()A.飞船的轨道半径B.飞船的质量C.飞船的运行周期D.行星的质量C课堂练习182.设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运行周期T的平方与其运动轨道半径R的三次方之比为常量k，那么k的大小（）A.只与行星质量有关B.只与恒星质量有关C.与行星及恒星的速度都有关D.以上都不正确B课堂练习193.若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r,周期为T,引力常数为G,则可求得（）A.该行星的质量B.太阳的质量

7、C.该行星的平均密度D.太阳的平均密度B课堂练习204.（多选）已知引力常数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及运行周期D.人造地球卫星在地面附近绕行的运行周期B.C解释：由知B正确由和得故C正确课堂练习215.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自转周期为T=s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。课

8、堂练习22解析：设想中子星赤道处有一小物块，只有当它受到的万有引力大于或等于它随星体运动所需的向心力时，中子星才不会瓦解。设中子星的密度为ρ，质量为M，半径为R，其周期为T，位于赤道处的小物块质量为m，则有由以上各式得代入数据解得：课堂练习236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