精品-优秀PPT课件--6.4万有引力理论的成就.ppt

复习:
1、万有引力定律的内容是什么?
2、该定律的适用条件是什么?
3、比例系数G是怎样测量的?
4
万有引力理论的成就
李林
知识回顾
万
有
引
力
定
1、内容: 自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比。
2、公式:
r:质点(球心)间的距离
引力常量:G=×10-11 N·m2/kg2
3、条件: 质点或均质球体
4、理解:普遍性、相互性、宏观性、特殊性
m2
m1
F
F
r
一、天体质量的计算
探究一:
地球的质量到底有多大?这个问题困扰了科学家许多年。已知地球表面的重力加速度是g=,地球的半径是6400km,万有引力常量是G=×10-11Nm2/kg2。
你能否根据这些数据计算地球的质量吗? 。
方法:若不考虑地球自转的影响,地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的万有引力,即:
GM=gR2
黄金代换式
思考: 根据所学的知识你能解释为什么可以不考虑地球自转的影响呢?
结论:向心力远小于重力,万有引力大小近似等于重力。因此一般粗略计算中不考虑(或忽略)地球自转的影响。
R
M
θ
ω
r
m
mg
F向
F引
试求:
质量为1kg的物体静止在赤道上时的向心加速度。(已知地球半径R=6.×106m)
答案:a=
点评:重力加速度 g 的变化
1)重力是万有引力的分力
万有引力
自转向心力
重力
3)重力加速度g的大小
在地表球面时
离地面h高处
在赤道时重力最小、两极时最大且等于万有引力。
2)重力加速度g的变化
随纬度增大而增大,随高度增大而减小
R
M
θ
ω
r
m
mg
F向
F引
方法1、选定一颗绕地球转动的卫星(例如月球),测定卫星的轨道半径和周期。
方法2、若已知卫星绕地球做匀速圆周运动的的半径r和运行的线速度v。
探究二:
你还有其他办法测量出地球的质量吗?需要测量那些物理量呢?
应用万有引力计算天体质量的基本思路:
,找出绕该天体作匀速圆周运动的物体;
;
F万=F向
。
【例一】已知引力常量G、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为r,地球绕太阳运行的周期T,仅利用这三个数据,可以估算出的物理量有( )




BD
【练习】已知下列哪组数据,可以计算出地球的质量M( )
A、地球绕太阳运行的周期T地及地球距离太阳中心的距离R地日
B、月球绕地球运行的周期T月及月球离地球中心的距离R月地
C、人造地球卫星在地面附近绕行时的速度v和运行周期T卫
D、若不考虑地球的自转,已知地球的半径及重力加速度
说明:根据地球卫星绕地球运行的参数(如周期、轨道半径),能推算出地球的质量,但不能推算卫星的质量;根据行星绕太阳运行的参数,能推算太阳的质量,但不能推算行星的质量。
BCD