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的质量．3．理解并运用万有引力定律处理天体问题的思路、方法．【要点梳理】要点一、万有引力与重力要点诠释：地球对物体的引力是物体受到重力的根本原因，但重力又不完全等于引力．这是因为地球在不停地自转，地球上的一切物体都随着地球的自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向心力．这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小是，式中的 r 是物体与地轴的距离，ω 是地球自转的角速度．这个向心力来自哪里?只能来自地球对物体的引力 F，它是引力 F 的一个分力，如图所示，引力 F 的另一个分力才是物体的重力 mg． 在不同纬度的地方，物体做匀速圆周运动的角速度 ω 相同，而圆周的半径 r 不同，这个半径在赤道处最大，在两极最小(等于零)．纬度为 α 处的物体随地球自转所需的向心力(R 为地球半径)．由公式可见，随着纬度的升高，向心力将减小，作为引力的另一个分量，重力则随纬度的升高而增大，在两极处 r＝Rcos90°＝0，，所以在两极，引力等于重力．在赤道上，物体的重力、引力和向心力在一条直线上，方向相同，此时重力等于引力与向心力之差，即．此时重力最小．从图中还可以看出重力 mg 一般并不指向地心，只有在南北两极和赤道上重力 mg 才指向地心． (1)重力是由万有引力产生的，重力实际上是万有引力的一个分力，物体的重力随其纬度的增大而增大，并且除两极和赤道上外，重力并不指向地心． (2)物体随地球自转所需的向心力一般很小，物体的重力随纬度的变化很小，因此在一般粗略计算中 ，可以认为物体所受的重力等于物体所受地球的万有引力，即．要点二、天体质量计算的几种方法要点诠释： 万有引力定律从动力学角度解决了天体运动问题．天体运动遵循与地面上物体相同的动力学规律．行星(或卫星)的运动可视为匀速圆周运动，由恒星对其行星(或行星对其卫星)的万有引力提供向心力． 运用万有引力定律，不仅可以计算太阳的质量，还可以计算其他天体的质量．下面以地球质量的计算为例，介绍几种计算天体质量的方法． (1)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为 T，半径为 r，根据万有引力等于向心力，即，可求得地球的质量 ． (2)若已知月球绕地球做匀速圆周运动的半径 r 和月球运行的线速度 v，由于地球对月球的引力等于月球做匀速圆周运动的向心力，得 ． 可得地球的质量为． (3)若已知...
