高中物理第六章万有引力与航天第4节万有引力理论的成就课件2新人教版必修2

卡文迪许被称为能称出地球质量的人地球的质量怎样称量?“称量地球的质量”“称量地球的质量”当时已知：地球的半径R地球表面重力加速度g卡文迪许已测出的引力常量G卡文迪许是如何“称量地球的质量”的呢?能否通过万有引力定律来“称量”?物体在天体(如地球)表面时受到的重力近似等于万有引力“称量地球的质量”2RMmGmgGgRM22RMmGmgGgRM21、物体在天体表面时受到的重力等于万有引力2GMgR黄代换：＝金g---------天体表面的重力加速度R--------天体的半径一、计算天体质量的两条基本思路2RmMGmg地黄金代换式的三个妙用:3、求星球表面的重力加速度:2、代换GM=gR21、求天体质量M：GgRM21、行星绕太阳公转的实际轨道是什么形状？为了研究问题的方便，通常怎么认为？2、行星作圆周运动的向心力由什么提供？关系式怎么写？向心加速度怎样表示?3、测出了某行星的公转周期T、轨道半径r怎样由此求出太阳的质量M？4、若不同的环绕天体围同一中心天体运动，它们各自的轨道半径的三次方与周期平方比值，即：是否一恒量？该恒量与哪此因素有关？5、木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕木星公转。要测得木星的质量，选哪个环绕模型，需要知道哪些量？中心天体绕行天体注意：只能求解中心天体的质量，不能求解环绕天体的质量。rTmrMmG2222324GTrM月亮围绕地球也做圆周运动，计算地球的质量，除了开始的方法外，根据刚才的推导我们能否计算地球的质量？借助于月球，需要知道那些量？已知:地球半径：R=6400×103m月亮轨道半径:r≈60R，月亮周期：T=27.3天≈2.36×106srTmrMmG2222324GTrM下列情况下如何求中心天体的质量（1）若环绕天体线速度为v,轨道半径为r（2）若环绕天体角速度为ω,轨道半径为r（3）若环绕天体周期为T,线速度为v一、计算天体质量的两条基本思路2、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的向心力由万有引力提供22222()MmvGmammrmrrrT向32rMG2vrMG只能求出中心天体的质量！！！2324GTrM请阅读课本“发现未知天体”，回答如下问题：问题1：笔尖下发现的行星是哪一颗行星？问题2：人们用类似的方法又发现了哪颗星？二、发现未知天体海王星理论轨道实际轨道海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致．于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新星的存在．在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗新星——冥王星．1、利用下列哪组数据可以计算出地球的质量（)A.不考虑地球自转，地球半径R和地球表面的重力加速度gB.卫星绕地球运动的轨道半径r和周期TC.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离D.卫星绕地球运动的线速度V和周期TABD2RMmGmg22222()MmvGmammrmrrrT向2、一宇航员为了估测一星球的质量，他在该星球的表面做自由落体实验：让小球在离地面h高处自由下落，他测出经时间t小球落地，又已知该星球的半径为R，试估算该星球的质量。3、某人造地球卫星沿圆轨道运行，轨道半径是r，周期是T。试估算地球的质量。4、下列几组数据中能算出地球质量的是(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地球的半径D．已知月球绕地球运动的周期T和轨道半径rD22222()MmvGmammrmrrrT向两种基本方法1、重力等于万有引力(表面模型)2RMmGmgGgRM22GMgR黄代换：＝金2、万有引力提供向心力（环绕模型）22222()MmvGmammrmrrrT向32rMG2vrMG2324GTrM