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1,6.4 萬有引力理論的成就,2,知識(shí)回顧,萬 有 引 力 定 律,,1、內(nèi)容： 自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。,2、公式：,3、條件: 質(zhì)點(diǎn)或均質(zhì)球體,4、理解:普遍性、相互性、宏觀性、特殊性,3,卡文迪許,1789年，英國物理學(xué)家卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室利用扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量。 同時(shí)向外界宣稱“我測(cè)量出了地球的質(zhì)量”。,4,,,,,,,,,,mg,F引,F向,F支,已知：地球半徑6400km 求一個(gè)1kg的物體放在地球表面的最大向心力？,萬有引力與重力：,結(jié)論：由于地球自轉(zhuǎn)對(duì)物體的影響很小，我們可以不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，近似認(rèn)為地面上物體的重力就等于地球與物體間的萬有引力。 即：F引=mg,5,1、物體在天體表面時(shí)受到的 重力等于萬有引力,g---------天體表面的重力加速度,R--------天體的半徑,一、計(jì)算天體質(zhì)量的兩條基本思路,,6,,2、根據(jù)一個(gè)天體的環(huán)繞另一個(gè)天體的運(yùn)動(dòng)情況，萬有引力提供向心力． 這樣，利用萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，可列出方程，導(dǎo)出計(jì)算中心體地球的質(zhì)量的公式．,測(cè)天體質(zhì)量：,7,,,注意：此方法只能求解中心天體的質(zhì)量，不能求解環(huán)繞天體的質(zhì)量。,8,,根據(jù)圍繞天體的衛(wèi)星的其它運(yùn)動(dòng)情況，萬有引力提供向心力的．,需要條件：環(huán)繞天體線速度v； 環(huán)繞天體軌道半徑r。,需要條件：環(huán)繞天體角速度ω； 環(huán)繞天體軌道半徑r。,9,例、太陽光到達(dá)地球表面所需的時(shí)間為 t=500s，地球繞太陽運(yùn)行一周的時(shí)間為T=365天，試估算出太陽的質(zhì)量（取一位有效數(shù)字）。 解：由 得： 思考：如何測(cè)月球的質(zhì)量？,10,,,11,神舟五號(hào)飛船軌道半徑6700km.環(huán)繞地球繞一圈所花時(shí)間為90min.,,地球質(zhì)量 M= 6.0×1024kg,12,練習(xí)：已知引力常量G和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是( ) A．地球繞太陽運(yùn)行的周期及地球離太陽的距離 B．月球繞地球運(yùn)行的周期及月球離地球的距離 C．人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的速度和運(yùn)行周期 D．若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及重力加速度,BCD,13,二、天體密度的計(jì)算,14,,三、發(fā)現(xiàn)未知天體,１、“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星” 海王星的發(fā)現(xiàn),英國劍橋大學(xué)的學(xué)生，23歲的亞當(dāng)斯發(fā)現(xiàn)根據(jù)萬有引力定律計(jì)算得出的天王星軌道與它的真實(shí)軌道總有偏差，預(yù)言了新行星的存在。并計(jì)算出了新行星的軌道。,同年，法國的勒維列也算出了同樣的結(jié)果，并把預(yù)言的結(jié)果寄給了柏林天文學(xué)家加勒．,加勒把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)勒維列預(yù)言的位置，果然發(fā)現(xiàn)有一顆新的行星——就是海王星.,15,海王星,16,海王星地貌,17,,２、冥王星的發(fā)現(xiàn),海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道 也與理論計(jì)算的不一致．于是幾位學(xué)者用 亞當(dāng)斯和勒維列的方法預(yù)言另一顆新行星的存在．,在預(yù)言提出之后，1930年，湯博（Tom baugh）發(fā)現(xiàn)了這顆行星——冥王星．冥王星的實(shí)際觀測(cè)軌道與理論計(jì)算的一致，所以人們確認(rèn)，冥王星是太陽系最外一顆行星了．,18,海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計(jì)算的不一致。于是幾位學(xué)者用亞當(dāng)斯和勒維耶列的方法預(yù)言另一顆行星的存在。 在預(yù)言提出之后，1930年3月14日，湯博發(fā)現(xiàn)了這顆行星——冥王星。冥王星的實(shí)際觀測(cè)軌道與理論計(jì)算的一致，所以人們確認(rèn)，冥王星是太陽系最外一顆行星了．,19,冥王星與其衛(wèi)星,20,美國2001年發(fā)射，并于2006至2008年訪問冥王星的宇宙飛船,21,小結(jié)本課：,（當(dāng)衛(wèi)星在天體表面做近地飛行呢？）,,,,（2）某星體m圍繞中心天體M做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，半徑為r,（3）中心天體密度,,（1）已知中心天體的半徑R和表面g,,,,22,萬有引力定律的應(yīng)用,測(cè)天體的質(zhì)量、密度,行星、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng),同步衛(wèi)星,,,思路一：天體表面重力近似等于萬有引力,思路二：天體運(yùn)動(dòng)中，萬有引力提供物體圓周運(yùn)動(dòng)向心力,重力加速度g,方法歸納：,23,同學(xué)們?cè)僖姡?24,