萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用課件

第四節(jié)：萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用高二00八級(jí)物理組課件中心第四節(jié)：萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用高二00八級(jí)物理組課件中1一：復(fù)習(xí)提問(wèn)，引入新課1：萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容是什么自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟物體質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。2：萬(wàn)有引力定律的適用條件是什么①：定律適用于兩質(zhì)點(diǎn)之間；②：“距離R”是指兩質(zhì)點(diǎn)中心之間的距離，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)是兩均質(zhì)球體時(shí)，R是指兩球體球心之間的距離。

一：復(fù)習(xí)提問(wèn)，引入新課1：萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容是什么自然界中任2萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用之一：計(jì)算天體的質(zhì)量之二：計(jì)算天體的密度之三：發(fā)現(xiàn)未知天體練習(xí)一練習(xí)二練習(xí)三作業(yè)布置萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用之一：計(jì)算天體的質(zhì)量之二：計(jì)算天3二：萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用應(yīng)用之一：計(jì)算天體的質(zhì)量原理：對(duì)于有衛(wèi)星的天體，可以認(rèn)為衛(wèi)星繞天體中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，天體對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。1：若已知衛(wèi)星繞天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，據(jù)牛頓第二定律例1繼續(xù)二：萬(wàn)有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用應(yīng)用之一：計(jì)算天體的質(zhì)量原理4例1：登月密封艙在離月球表面h處的空中沿圓形軌道運(yùn)行，周期是T，已知月球的半徑是R，萬(wàn)有引力常數(shù)是G，據(jù)此試計(jì)算月球的質(zhì)量。解：登月密封艙相當(dāng)于月球的衛(wèi)星，對(duì)密封艙有：r=R+h得：①②分析與解答rR返回例1：登月密封艙在離月球表面h處的空中沿圓形軌道運(yùn)行，解：登52：若已知衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度為v，據(jù)牛頓第二定律

3：若已知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度v和運(yùn)行周期T，則據(jù)牛頓第二

定律2：若已知衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，衛(wèi)星3：64：對(duì)于沒(méi)有衛(wèi)星的天體（或雖有衛(wèi)星，但不知道有關(guān)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的參量），可忽略天體自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力的關(guān)系來(lái)計(jì)算天體的質(zhì)量

R----------------為天體的半徑g----------------天體表面的重力加速度返回4：對(duì)于沒(méi)有衛(wèi)星的天體（或雖有衛(wèi)星，但不知道有關(guān)衛(wèi)R---7應(yīng)用之二：計(jì)算天體的密度原理：1利用F引=F向，先計(jì)算天體的質(zhì)量M

2再計(jì)算天體的體積V3最后利用密度公式計(jì)算天體的密度情形之一：衛(wèi)星在天體上空情形之二：物體在天體表面例2返回應(yīng)用之二：計(jì)算天體的密度原理：1利用F引=F向，先計(jì)8注：m為環(huán)繞星體質(zhì)量；r為環(huán)繞星體的軌道半徑；T為環(huán)繞周期。返回注：m為環(huán)繞星體質(zhì)量；r為環(huán)繞星體的軌道半徑；T為環(huán)繞周期9g為中心天體表面的重力加速度；R為中心天體的半徑返回g為中心天體表面的重力加速度；R為中心天體的半徑返回10分別應(yīng)用重力等于萬(wàn)有引力列式求m，再運(yùn)用題目中的比例關(guān)系對(duì)密度比例化簡(jiǎn)求解。例2：一物體在某行星表面受到的吸引力為地球表面吸引力

的a倍，該行星半徑是地球半徑的b倍，若該行星和地的質(zhì)量分布都是均勻的，試求該星球密度和地球密度之比。解答分析分別應(yīng)用重力等于萬(wàn)有引力列式求m，再運(yùn)用題目例2：一物體在11解答設(shè)地球質(zhì)量為m1

，地球半徑為R，某星球質(zhì)量為m2物體的質(zhì)量為m?！摺鄤t：某星球與地球的密度之比返回解答設(shè)地球質(zhì)量為m1，地球半徑為R，某星球質(zhì)量為m2∵∴則12應(yīng)用之三：發(fā)現(xiàn)未知天體--------萬(wàn)有引力定律的貢獻(xiàn)背景：1781年由英國(guó)物理學(xué)家威廉．赫歇爾發(fā)現(xiàn)了天王

星，但人們觀(guān)測(cè)到的天王星的運(yùn)行軌跡與萬(wàn)有引力定律推測(cè)的結(jié)果有一些誤差，于是人們就推測(cè)在天王星外面軌道上還應(yīng)有其它星體……

返回1：1845年英國(guó)人亞當(dāng)斯和法國(guó)天文學(xué)家勒威耶據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)了“海王星”（第8個(gè)行星）。2：1930年3月14日人們發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系第9個(gè)行星—

冥王星例3例4應(yīng)用之三：發(fā)現(xiàn)未知天體--------萬(wàn)有引力定律的貢獻(xiàn)背13雙星問(wèn)題例3：兩個(gè)星球組成雙星，它們?cè)谙嗷ブg的萬(wàn)有引力作用下繞連線(xiàn)上的某點(diǎn)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)測(cè)得兩星中心間距為R，其運(yùn)動(dòng)的角速度為ω，求兩星的總質(zhì)量。Om1m2解：設(shè)兩星球質(zhì)量分別為m1和m2，都繞連線(xiàn)上O點(diǎn)作同周期轉(zhuǎn)動(dòng)又令其半徑分別為R1和R2，則返回分析與解答雙星問(wèn)題例3：兩個(gè)星球組成雙星，它們?cè)谙嗷ブg的萬(wàn)有引力作用14例4：宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t，小球落到星球表面，測(cè)得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)。若拋出時(shí)的初速度為原來(lái)的2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為，已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球的半徑為R，引力常數(shù)為

G，求該星球的質(zhì)量。分析與解答返回例4：宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一分析與15解：在該星球表面，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，則：當(dāng)初速度為v0時(shí)X1=v0t①h=1/2gt2②③

當(dāng)初速度為2v0時(shí)X2=2v0t④⑤又據(jù)萬(wàn)有引力定律g=⑥返回解：在該星球表面，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，則：h=1/2gt16練習(xí)1：兩顆靠得很近的恒星稱(chēng)為雙星，這兩顆星必須各以一定速率繞某一中心轉(zhuǎn)動(dòng)才不至于因萬(wàn)有引力作用而吸引在一起。已知雙星的質(zhì)量分別為m1和m2，相距為

L，求：（1）雙星轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑。（2）雙星轉(zhuǎn)動(dòng)的周期。答案其中一顆星的半徑為

另一顆星的半徑為雙星的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為返回練習(xí)1：兩顆靠得很近的恒星稱(chēng)為雙星，這兩顆星必須各以一答案其172：3練習(xí)2：月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的1/6，月球半徑是地球半徑的1/4，試求月球與地球的密度之比。答案練習(xí)3：在某星球上，宇航員用彈簧秤稱(chēng)得質(zhì)量為m的砝碼重為F，乘宇宙飛船靠近該星球表面空間飛行，測(cè)得其環(huán)繞周期是T，根據(jù)上述各量，試求該星球的質(zhì)量。答案返回2：3練習(xí)2：月球表面的重力加速度是地球表面重力加速