6.4萬有引力理論的成就學(xué)習(xí)課程

1、【復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)】221rmmGF萬1、萬有引力定律：2、萬有引力提供向心力：3、萬有引力與重力的關(guān)系：rTmrmrvmFrMmGF222224向萬2RMmGmg 不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響：第1頁/共20頁第一頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。給我一個(gè)支點(diǎn)，我可撬動(dòng)地球。-阿基米德如何測量地球質(zhì)量呢？第2頁/共20頁第二頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。2RMmGmg 不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響：卡文迪許（1731-1810）GgRM2卡文迪許為什么說自己的實(shí)驗(yàn)是“稱量地球的質(zhì)量”？第3頁/共20頁第三頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。能否用這樣的方法去月球上測月球的質(zhì)量呢？GRgM2月月月如何測太陽的質(zhì)量呢？第4

2、頁/共20頁第四頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。太陽rvmrMmG22建立模型公式表達(dá)rTmrMmG2224rmrMmG22第5頁/共20頁第五頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。太陽rTmrMmG2224 2324GTrM 能否用這樣的方法去測地球的質(zhì)量呢？建立模型公式表達(dá)第6頁/共20頁第六頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。地球 rTmrMmG2224 2324GTrM 建立模型公式表達(dá)衛(wèi)星第7頁/共20頁第七頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。【例題1】只知道萬有引力常量G和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是( ) A 月球繞地球運(yùn)行的周期T及月球與地球的距離r B 地球繞太陽運(yùn)行的周期T及地球離

3、太陽的距離r C 人造衛(wèi)星在地面附近運(yùn)行的速度v和運(yùn)行周期T D 若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑R及重力加速度gACD第8頁/共20頁第八頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。3233GrRT23GT當(dāng)rR時(shí)二、天體密度的計(jì)算二、天體密度的計(jì)算343vR2324rMGTMV第9頁/共20頁第九頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。背景：背景： 1781年由英國物理學(xué)家威廉赫歇爾發(fā)年由英國物理學(xué)家威廉赫歇爾發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)了天王星天王星，但人們觀測到的天王星的運(yùn)行軌，但人們觀測到的天王星的運(yùn)行軌跡有些古怪，與萬有引力定律推測的結(jié)果有所跡有些古怪，與萬有引力定律推測的結(jié)果有所偏差偏差 三、發(fā)現(xiàn)未知天體三、發(fā)現(xiàn)未知天

4、體第10頁/共20頁第十頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。 海王星海王星的軌道由英的軌道由英國的劍橋大學(xué)的學(xué)生國的劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的亞當(dāng)斯和法國年輕的天文愛好者勒維耶各天文愛好者勒維耶各自獨(dú)立計(jì)算出來。自獨(dú)立計(jì)算出來。1846年年9月月23日晚，由日晚，由德國的伽勒在勒維耶德國的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星了這顆行星,人們稱其人們稱其為為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星星” 。海王星三、發(fā)現(xiàn)未知天體三、發(fā)現(xiàn)未知天體第11頁/共20頁第十一頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。當(dāng)時(shí)有兩個(gè)青年當(dāng)時(shí)有兩個(gè)青年英國的亞當(dāng)斯和法英國的亞當(dāng)斯和法國的勒威耶在互不知曉的情

5、況下分別進(jìn)行了國的勒威耶在互不知曉的情況下分別進(jìn)行了整整兩年的工作。整整兩年的工作。1845年亞當(dāng)斯先算出結(jié)果，年亞當(dāng)斯先算出結(jié)果，但格林尼治天文臺卻把他的論文束之高閣。但格林尼治天文臺卻把他的論文束之高閣。1846年年9月月18日，勒威耶把結(jié)果寄到了柏林，日，勒威耶把結(jié)果寄到了柏林，卻受到了重視。柏林天文臺的伽勒于卻受到了重視。柏林天文臺的伽勒于1846年年9月月23日晚就進(jìn)行了搜索，并且在離勒威日晚就進(jìn)行了搜索，并且在離勒威耶預(yù)報(bào)位置不遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了這顆新行星。耶預(yù)報(bào)位置不遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了這顆新行星。 海王星的發(fā)現(xiàn)使哥白尼學(xué)說和牛頓力學(xué)得到海王星的發(fā)現(xiàn)使哥白尼學(xué)說和牛頓力學(xué)得到了最好的證明。

6、了最好的證明。三、發(fā)現(xiàn)未知天體三、發(fā)現(xiàn)未知天體第12頁/共20頁第十二頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。理論軌道理論軌道實(shí)際軌道實(shí)際軌道 海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計(jì)算的不一海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計(jì)算的不一致于是幾位學(xué)者用亞當(dāng)斯和勒維列的方法預(yù)言另一顆新星的存致于是幾位學(xué)者用亞當(dāng)斯和勒維列的方法預(yù)言另一顆新星的存在在 在預(yù)言提出之后，在預(yù)言提出之后，1930年年3月月14日日，湯博發(fā)現(xiàn)了這顆新星，湯博發(fā)現(xiàn)了這顆新星冥王星冥王星三、發(fā)現(xiàn)未知天體三、發(fā)現(xiàn)未知天體第13頁/共20頁第十三頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。第14頁/共20頁第十四頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。第15頁/共20頁第十五頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。第16頁/共20頁第十六頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。第17頁/共20頁第十七頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分?！纠}2】一艘宇宙飛船飛近某個(gè)不知名的行星,并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道,宇航員進(jìn)行預(yù)定的考察工作,宇航員能不能僅用一只表通過測定時(shí)間來測定該行星的密度? 23GT若環(huán)繞天體貼著中心天體表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有r=R，3233RGTr第18頁/共20頁第十八頁，編輯于星期五：七點(diǎn) 十九分。【練習(xí)1】宇航員站在月球表面上的某高處h自由釋放一小球，