课件19张PPT。6.4万有引力理论的成就第六章 万有引力与航天1、卡文迪许如何“称量”地球的重量(质量)的呢”?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,则可以算出地球质量M。 “科学真迷人”称量地球的重量2、万有引力与重力①在地面:万有引力提供向心力和使物体压紧地球的力(重力)
重力是万有引力的一个分力F向②在距地面h的空中:故,离地越高,重力越____小因这地球自转的角速度很小,需要的向心力可以忽略,故一般计算重力: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=6.67×10-11 Nm2/kg2,试估算地
球的质量。 解:由得计算天体的质量1、将行星(或卫星)的运动看成是匀速圆周运动.2、万有引力提供向心力F引=F向.即得例2、把地球绕太阳公转看做是匀速圆周运动,轨道平均半径约为1.5×108km,公转的周期是3.16×107 s,引力常量G=6.67×10-11N· m2/kg2,则可估算出太阳的质量大约是多少kg?(结果取两位有效数字)解:由万有引力提供向心力得解得得寸进尺 2020年我们班的某同学驾驶着神舟S号宇宙飞船来到某一不知名的行星,对该行星进行观测.需要测定该行星的密度,请同学们帮他想想办法。天体密度的计算基本思路:
根据上面两种方式算出中心天体的质量M,结合球体体积计算公式和物体的密度计算公式求出中心天体的密度例3、地球表面处重力加速度g=10m/s2,地球的半径R=6400km,引力常数G=6.67×10-11Nm2/kg2,由上述条件,可推得地球平均密度得是 kg/m35.6×103解:由得牛刀小试例4、人类发射的空间探测器进入某行星的引力范围后,绕该行星做匀速圆周运动,已知该行星的半径为R,探测器运行轨道在其表面上空高h处,运行周期为T,试求(1)该行星的质量和平均密度?(2)探测器靠近行星表面飞行时,测得运行周期为T1,则行星平均密度为多少?; 发现未知天体1、笔尖下发现的行星是哪一颗行星?
2、人们用类似的方法又发现了哪颗行星?
3、3、未知天体的发现有什么意义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…… 1:1845年英国人亚当斯和法国天文学家勒维耶各自独立用万有引力定律计算发现了“海王星”(第8个行星)。
2:1930年3月14日人们发现了从被称为太阳系第9个行星— 冥王星
3.1978年人们又发现了冥王星的卫星——卡戎 据我国航天专家介绍,自1957年10月4日前苏联发射世界上第一颗人造地球卫星以来(至2008.6),全世界发射的卫星总数已达5000余个,其中使用本国运载火箭发射本国制造的第一颗卫星的国家只有8个,按照卫星发射时间顺序为:前苏联、美国、法国、日本、中国、英国、印度和以色列。资料库: 大利亚每日航天网2010年9月7日报道,欧洲咨询公司预测,未来十年全球将建造发射1220卫星。平均每年发射122颗卫星,这一数据比上一个十年年均发射77颗卫星的数据有显著提高,意味着政府管理者与商业运营商对卫星能力有更大的需求。 小结2、 应用万有引力定律还可以发现未知天体1、应用万有引力定律可以计算天体的质量:小结2、 应用万有引力定律还可以发现未知天体1、应用万有引力定律可以计算天体的质量:1、已知引力常数G、月球中心到地球中心的距离r和月球绕地球运行的周期T,利用这三个数据,可以估算出的物理量有( )
A、月球的质量
B、地球的质量
C、地球的半径
D、月球绕地球运行速度的大小。强化训练: BD2、利用下列哪组数据可以举算出地球的质量( )
A.已知地球的半径R和地球表面的重力加速度g
B、已知卫星围绕地球运动的轨道半径r和周期T
C、已知卫星围绕地球运动的轨道半径r和线速度V
D、已知卫星围绕地球运动的线速度V和周期TABCD3、假设火星和地球都是球体,火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p,火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q,那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力的加速度g地之比等于( )
A.p/q2 B.pq2 C.p/q D.pqA4、某星球的密度与地球的密度相同,但它表面的重力加速度是地面上重力加速度的4倍,则该星球的质量将是地球质量的:( )
A、1/4 B、4倍 C、16倍 D、64倍D学习本节课后,你还想知道哪些问题,根据我们所学知识,还能知道哪些问题?上网查查,看能否找到你想要的信息?谢谢大家,再见