1、万有引力理论的成就,学习目标,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和密度 3、理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路和方法,复习提问：,1、在地球表面上的物体重力与万有引力什么关系？,火星的半径是地球半径的1/2,火星质量约为地球质量的1/10,忽略火星和地球的自转,如果地球上质量为60kg的人到火星上去,则此人在火星表面所受的重力是_ N;在火星表面上由于火星的引力产生的加速度是_。 (g取10m/s2.),240N 4m/s2,巩固练习：,提出问题：,2、月球绕地球转可看成是匀速圆周运动，月球做圆周运动的向心力由什么力提供？,1、不考虑自转万有引力等
2、于重力,一、万有引力应用的两个思路,2、天体运转时万有引力提供向心力,中心天体M,转动天体m,轨道半经r,天体半经R,明确各个物理量,“称量地球的质量”,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?,二、应用（成就）,1、计算天体的质量和密度,例1、已知天体表面的重力加速度g和半径R，求此天体的质量和密度？,例2、已知某天体的半径R，某个卫星绕天体做匀速圆周运动，其轨道半径为r,周期为T,求该天体的质量和密度？,例2拓展、当卫星绕天体表面运行时，其轨道半径为r近似等于天体半径R,则该天体的密度？,只能求出中心天体的质量！,课堂练习：,1、利用下列哪组数据可以计算出地球的质量 （ ）
3、 A. 地球半径R和地球表面的重力加速度g B. 卫星绕地球运动的轨道半径r和周期T C. 卫星绕地球运动的轨道半径r和角速度 D. 卫星绕地球运动的线速度V和周期T,ABCD,二、应用（成就）,2、万有引力与其它知识结合,例3、某星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体，水平射程为60，则在该星球上，从同样高度、以同样的初速度平抛同一物体，水平射程应为？,10m,课堂练习：,2、飞船绕火星做匀速圆周运动，离火星表面的高度为H，飞行了n圈，所用的时间为t已知火星半径为R，求：火星表面的重力加速度g；,二、应用（成就）,请阅读课本“发现未知天体”，回到如下问题：,
4、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？,3、发现未知天体,1781年由英国物理学家威廉赫歇尔发现了天王星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测的结果有一些误差,背景,海王星,科学史上的一段佳话当时有两个青年英国的亚当斯 和法国的勒威耶在互不知晓的情况下分 别进行了整整两年的工作。1845年亚当斯先算出结果，但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁。1846年9月18日，勒威耶把结果寄到了柏林，却受到了重视。柏林天文台的伽勒于1846年9月23日晚就进行了搜索，并且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星。 海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得
5、到了最好的证明。,冥王星,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。,“没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国 ”,诺贝尔物理学奖获得者 物理学家冯劳厄,课堂小结：,1、重力等于万有引力,2、万有引力提供向心力,两 条 基 本 思 路,1、若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为多少？,课堂检测：,2、宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。（取地球表面重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计） （1）求该星球表面附近的重力加速度g的大小。 （2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地=1:4，求该星球的质量M星：M地=？,课堂检测：,
