人教版高一物理必修2第六章64万有引力的成就（共28张PPT）VIP专享VIP免费

44万有引力的成就2mvFr2Fmr22()FmrT2MmFGr(1)分别写出向心力与线速度、角速度以及周期的关系式。(2)万有引力定律的内容是什么？如何用公式表示？知识回忆阿基米德在研究杠杆原理后，曾经说过一句什么名言？“给我一个支点，我可以撬动地球。”那我们又是怎么知道巨大的地球的质量呢?那给我们一个杠杆(天平)是否就可以称量地球的质量了呢？不能称量地球的重量1.卡文迪许为什么说自己的实验是“称量地球的重量（质量）”？请你解释一下原因。不考虑地球自转的影响M是地球质量，r是物体距地心的距离，即地球半径RGgRGgrM22重力加速度g和地球半径R在卡文迪许之前就知道了，一旦测得引力常量G，则可以计算出地球的质量M。2rMmGmg例1.设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R=6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，试估算地球的质量。2622411gR9.8(6.410)Mkg610kgG6.6710解：1.地球实际轨道是什么形状？为了解决问题的方便，我们通常可以认为地球在绕怎样的轨道做什么运动？用万有引力定律可算出地球的质量，能否用它算出太阳的质量呢?通常可以认为地球绕太阳做匀速圆周运动。二、计算天体的质量2.地球作圆周运动的向心力是由什么力来提供的？2MmFGrrMmF地球作圆周运动的向心力是由太阳对地球的万有引力来提供的。nFF引2rMmGF引rmFn222MmGmrrGrM32地球公转角速度不能直接测出,但我们知道地球公转的周期。T该表达式与地球（环行天体）质量m有没有关系？rMmFvT2324GTrMGrM32T2例2.把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，轨道半径约为1.5×1011m，已知引力常量G=6.67×10－11N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量约为多少千克？解：地球绕太阳运转的周期:T=365×24×60×60s=3.15×107s地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，22Mm2Gmr()rT2321130211724r43.14(1.510)M210kgGT6.6710(3.210)例3.宇航员站在一个星球表面上的某高处h自由释放一小球，经过时间t落地，该星球的半径为R，你能求解出该星球的质量吗？2MmmgGr2grMG2212hhgtg2t222hrMGt解：由星球表面附近重力等于万有引力得解得：释放小球后小球做匀加速运动故星球质量为海王星的轨道由英国的剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各自独立计算出来。1846年9月23日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星,人们称其为“笔尖下发现的行星”。海王星三、预测未知天体——海王星的发现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耶列的方法预言另一颗行星的存在。在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗行星——冥王星。1.飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量()A.飞船的轨道半径B.飞船的质量C.飞船的运行周期D.行星的质量AC2.（2012·南阳高一检测）航天飞机在围绕地球做匀速圆周运动过程中，下列关于宇航员的说法中正确（）A.宇航员不再受重力作用B.宇航员受的重力提供其做匀速圆周运动的向心力C.宇航员处于完全失重状态D.宇航员对座椅的压力为零BCD3：假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1，已知引力常数为G，则该天体的密度为多少？若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得在该处做匀速圆周运动的周期为T2，则该天体的密度又可表示为什么？解：设卫星的质量为m，天体的质量为M.卫星贴近天体表面运动时有GMmR2＝m4π2T21R，则M＝4π2R3GT21天体的体积为V＝43πR3故该天体的密度为ρ＝MV＝4π2R3GT21·43πR3＝3πGT21当卫星距天体表面的高度为h时有GMmR＋h2＝m4π2T22(R＋h)，则M＝4π2R＋h3GT22ρ＝MV＝4π2R＋h3GT22·43πR3＝3πR＋h3GT22R3.双星问题天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星，双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．【例3】已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连...