萬(wàn)有引力理論的成就課件

1、二、萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用一、天體質(zhì)量的計(jì)算1分析思路：分析思路：根據(jù)圍繞天體運(yùn)行的行星（或衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)情況，求出行星（或衛(wèi)星）的向心加速度而向心力是由萬(wàn)有引力提供的這樣，利用萬(wàn)有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，可列出方程，導(dǎo)出計(jì)算中心天體（太陽(yáng)或行星）的質(zhì)量的公式2計(jì)算表達(dá)式計(jì)算表達(dá)式 設(shè)是太陽(yáng)的質(zhì)量m，m是某個(gè)行星的質(zhì)量，r是它們之間的距離，T是行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期，那么行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力為：22)2(TmrrmF而行星運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬(wàn)有引力提供的，所以 22)2(TmrrmmG如果測(cè)出行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期T ，它們之間的距離r ，就可以算出太陽(yáng)的質(zhì)量由此可以解出 2324GTr

2、m同樣，根據(jù)月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和軌道半徑，就可以算出地球的質(zhì)量 注意：用測(cè)定環(huán)繞天體（如衛(wèi)星）的軌道半徑和周期方法測(cè)量，不能測(cè)定其自身的質(zhì)量例題：某宇航員駕駛航天飛機(jī)到某一星球，他使航天飛機(jī)貼近該星球附近飛行一周，測(cè)出飛行時(shí)間為4.5103s，則該星球的平均密度是多少？解析：航天飛機(jī)繞星球飛行，萬(wàn)有引力提供向心力，所以 22)2(TmrrMmG貼地飛行時(shí)， 星Rr 該星球的平均密度為：334星RMVM聯(lián)立上面三式得：23GT22111067. 6kgmNGsT3105 . 4代入數(shù)值：33/1098. 6mkg可得：二、發(fā)現(xiàn)未知天體 、海王星的發(fā)現(xiàn)海王星的發(fā)現(xiàn) 英國(guó)劍橋大學(xué)的學(xué)生，23歲的亞

3、當(dāng)斯，經(jīng)過計(jì)算，提出了新行星存在的預(yù)言他根據(jù)萬(wàn)有引力定律和天王星的真實(shí)軌道逆推，預(yù)言了新行星不同時(shí)刻所在的位置同年，法國(guó)的勒維列也算出了同樣的結(jié)果，并把預(yù)言的結(jié)果寄給了柏林天文學(xué)家加勒 當(dāng)晚（1846.3.14），加勒把望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)勒維列預(yù)言的位置，果然發(fā)現(xiàn)有一顆新的行星就是海王星.海王星海王星地貌、冥王星的發(fā)現(xiàn)冥王星的發(fā)現(xiàn)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)言另一顆新行星的存在在預(yù)言提出之后，1930年，湯博（Tom baugh）發(fā)現(xiàn)了這顆行星冥王星冥王星的實(shí)際觀測(cè)軌道與理論計(jì)算的一致，所以人們確認(rèn)，冥王星是太陽(yáng)系最外一顆行星了冥王星與其衛(wèi)星美國(guó)2001年發(fā)射，并于2006至2008年訪問冥王星的宇宙飛船小結(jié)：、處理天體運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)鍵是：萬(wàn)有引力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心