高一物理万有引力的应用1剖析.pptx
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1、万有引力定律的应用万有引力定律的应用一一.基本思路基本思路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=F向.或在球体表面附近F引=G重一一.基本思路基本思路中心天体中心天体M转动天体转动天体m轨道半经轨道半经r二二.明确各个物理量明确各个物理量天体半经天体半经R三、实验室称量地球的质量、实验室称量地球的质量地球的质量怎样称量?地球的质量怎样称量?不可能用天平不可能用天平,但是通过万有引力定律但是通过万有引力定律可以可以“称量称量”!万有引力定律怎样称量万有引力定律怎样称量地球的质量呢?地球的质量呢?若不考虑地球自转的影响,地面上的物体的重力若不考虑地球自转的影响
2、,地面上的物体的重力等于地球对它的引力等于地球对它的引力。mgGM其中其中g、R在卡文迪许之前已经知道,而卡文迪许测出在卡文迪许之前已经知道,而卡文迪许测出G后,就意味着我们也测出了地球的质量。卡文迪许把他后,就意味着我们也测出了地球的质量。卡文迪许把他自己的实验说成是自己的实验说成是“称量地球的重量称量地球的重量”是不无道理的。是不无道理的。问题:我们为什么不考虑地球自传的影响呢?问题:我们为什么不考虑地球自传的影响呢?卡文迪许被称为卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的人第一个称量地球质量的人”!三、实验室称量地球的质量、实验室称量地球的质量FnRMGmwrF引引地球表面物体的重力与地球对物
3、体的万有引力的关系。地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的关系。物体物体m在纬度为在纬度为的位置,的位置,万有引力指向地心,分解为万有引力指向地心,分解为两个分力:两个分力:m随地球自转围随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。绕地轴运动的向心力和重力。向心力远小于重力,向心力远小于重力,万有引力大小近似等于重力。万有引力大小近似等于重力。因此通常可以不考虑(忽略)地球自转的影响。因此通常可以不考虑(忽略)地球自转的影响。三、实验室称量地球的质量、实验室称量地球的质量四四.应用一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.求天体的质量基本思路四四.应用一应用一天体
4、质量的计算方法二.已知行星(或卫星)的公转周期T、轨道半径r,可求出中心天体的质量M(但不能求出行星或但不能求出行星或卫星的质量卫星的质量m m)四四.应用一应用一天体质量的计算基本思路四四.应用一应用一天体质量的计算方法三.已知行星(或卫星)运行的线速度v、轨道半径r,可求出中心天体的质量M(但不能求出行星但不能求出行星或卫星的质量或卫星的质量m m)四四.应用一应用一天体质量的计算基本思路四四.应用一应用一天体质量的计算方法四.已知行星(或卫星)的公转周期T、运行线速度v,可求出中心天体的质量M(但不能求出行星但不能求出行星或卫星的质量或卫星的质量m m)四四.应用一应用一天体质量的计算基
5、本思路四四.应用二应用二天体密度的计算基本思路:根据上面四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四四.应用二应用二天体密度的计算以前两种计算天体质量的方法为例计算天体的密度以前两种计算天体质量的方法为例计算天体的密度四四.应用二应用二天体密度的计算当rR时四四.应用三应用三比较卫星的各个量基本思路:万有引力充当向心力F引=F向.四四.应用四应用四发现未知天体基本思路.当一个已知行星的实际轨道和理论计算的轨道之间有较大的误差时,说明还有未知的天体给这个行星施加引力.万有引力对研究天体运动有着重要的意义万有引力对研究天体运动有着重要的意义.海王星、海
6、王星、冥王星就是这样发现的冥王星就是这样发现的在在18世纪发现的第七个行星世纪发现的第七个行星天王星的运动轨天王星的运动轨道,总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏道,总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离离.当时有人预测,肯定在其轨道外还有一颗未发当时有人预测,肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星现的新星.后来,亚当斯和勒维列在预言位置的附后来,亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星近找到了这颗新星.后来,科学家利用这一原理还后来,科学家利用这一原理还发现了许多行星的卫星,由此可见,万有引力定律发现了许多行星的卫星,由此可见,万有引力定律在天文学上的应用,有极为重要的意义在天文学上
7、的应用,有极为重要的意义.四四.应用四应用四发现未知天体1846年年9月月23日由德国的伽勒发现了海王星。用同样的日由德国的伽勒发现了海王星。用同样的方法发现了冥王星。方法发现了冥王星。美国宇航局(美国宇航局(NASA)提供的冥王星(上者)与它的卫星的画面)提供的冥王星(上者)与它的卫星的画面冥王星为什么会被冥王星为什么会被“降级降级”?国际天文学联合会大会国际天文学联合会大会24日投票决定,不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星,日投票决定,不再将传统九大行星之一的冥王星视为行星,而将其列入而将其列入“矮行星矮行星”。许多人感到不解,为什么从儿时起就一直熟知的太阳系。许多人感到不解,为什么从
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