萬有引力定律與天文學的新發(fā)現(xiàn)課件-滬教版

5.3萬有引力定律與天文學的新發(fā)現(xiàn)5.3萬有引力定律與天文學的新發(fā)現(xiàn)萬有引力定律與天文學的新發(fā)現(xiàn)課件-滬教版天王星的實際運行軌道與根據(jù)萬有引力定律計算的理論軌道有偏差。英國劍橋大學學生亞當斯和法國天文學家勒維烈各自獨立通過理論計算預測新行星軌道。你知道當初人們是如何發(fā)現(xiàn)海王星的嗎？理論軌道實際軌道勒維烈[法國]亞當斯[英國]天王星的實際運行軌道與根據(jù)萬有引力定律計算的理論軌道有偏差。1846年德國天文學家伽勒于9月23晚在勒維烈所指出的那個位置，果然發(fā)現(xiàn)了一顆原有星圖上沒有的行星，這就是后來被稱為海王星的太陽系的第八顆行星！伽勒[德國]你知道當初人們是如何發(fā)現(xiàn)海王星的嗎？1846年德國天文學家伽勒于9月23晚在勒維烈所指出的那個位哈雷彗星的預報如果彗星根據(jù)我的預言確實在1758或1759年回來了,公平的后人大概不會拒絕承認這是由一位英國人首先發(fā)現(xiàn)的。

哈雷[英國]哈雷通過觀察和研究發(fā)現(xiàn)

1682年、1607年和1531年出現(xiàn)的這三顆彗星軌道看起來如出一轍。這三顆彗星可能是同一顆彗星的三次回歸。但哈雷沒有立即下此結論，而是不厭其煩地向前搜索。發(fā)現(xiàn)1456年、1378年、1301年、1245年，一直到1066年，歷史上都有大彗星的記錄。在通過大量的觀測研究和計算后他大膽預言，1682年出現(xiàn)的這顆彗星將于1758年底到759年初會再次光臨地球。哈雷彗星的預報如果彗星根據(jù)我的預言確實在1758或哈雷[英國證明了萬有力定律的正確性；顯示了理論的強大威力；顯示了萬有引力定律對研究天體運動的重要意義。海王星的發(fā)現(xiàn)和哈雷彗星的預報的意義海王星地貌哈雷彗星證明了萬有力定律的正確性；海王星的發(fā)現(xiàn)和哈雷彗星的預報的意義1.基本思路應用萬有引力定律分析天體運動將天體的運動看成

勻速圓周運動，萬有引力充當向心力,

即：F引=F向(2)在天體表面或表面附近，重力等于萬有引力，即：mg=F引1.基本思路應用萬有引力定律分析天體運動將天體的運動看成(2基本公式應用時根據(jù)實際情況選用適當?shù)墓竭M行分析基本公式應用時根據(jù)實際情況選用適當?shù)墓竭M行分析中心天體M

軌道半經(jīng)r天體運動理想化模型明確各個物理量天體半經(jīng)R環(huán)繞天體m天體半經(jīng)R中心天體M軌道半經(jīng)r天體運動理想化模型明確各個物理量天萬有引力公式與向心力公式結合推導萬有引力公式與向心力公式結合推導線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關系r增大a減小

減小r增大r增大V減小T增大r增大線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關系r增大a減天體質量的計算(方法一.環(huán)繞法)說明：此方法只能求解中心天體質量，而不能求解環(huán)繞天體質量天體質量的計算(方法一.環(huán)繞法)說明：此方法只能求解中心天體已知天體的球體半徑R和球體表面重力加速度g可求天體的質量天體質量的計算(方法二.代換法)已知天體的球體半徑R和球體表面重力加速度g可求天體的質量天體地球繞太陽公轉周期T=365天≈3.15×107s平均軌道半徑r=1.5×1011m。太陽的質量是多大？

案例解答：設太陽的質量為M，則由可得地球繞太陽公轉周期T=365天≈3.15×107s平均軌道半探究·練習如何測量地球的質量?

月球繞地球公轉的周期：T=27.3天≈2.36×106s月球到地球的距離r=3.84×108m代入數(shù)據(jù)得：探究·練習如何測量地球的質量?月球繞地球公轉的周期：T=2地表重力加速度:g=9.8m/s2地球半徑：R

=6400km=6.4×106m引力常量：Ｇ=6.67×10-11Nm2/kg2如何測量地球的質量?

探究·練習代入數(shù)據(jù)得：地表重力加速度:g=9.8m/s2如何測量地球的質量?利用下列哪組數(shù)據(jù)，可以計算出木星的質量（已知引力常量為G）（）A已知木星的半徑R和木星表面的重力加速度gB已知木星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑

r和線速度vC已知衛(wèi)星繞木星做勻速圓周運動的線速度v

和周期TD已知衛(wèi)星繞木星做勻速圓周運動的線速度v

和周期T課堂練習ACD利用下列哪組數(shù)據(jù)，可以計算出木星的質量課堂練習ACD解答：使一個靜止開始自由下落，用刻度尺測量下落的高度h，用秒表測量下落時間t則根據(jù)自由落體運動規(guī)律有課堂練習一位航天員來到一顆未知星球上，已知該星球半徑為R，利用秒表和刻度尺設計一個實驗，估算出該星球的質量。所以則解答：使一個靜止開始自由下落，用刻度尺測量下落的高度h，用秒四.應用一－天體質量的計算基本思路四.應用一－天體質量的計算基本思路四.應用二－天體密度的計算基本思路：

根據(jù)上面兩種方式算出中心天體的質量M，結合球體體積計算公式物體的密度計算公式求出中心天體的密度四.應用二－天體密度的計算基本思路：四.應用二－天體密度的計算當r≈R時四.應用二－天體密度的計算當r≈R時天體密度的計算天體密度的計算小結一應用萬有引力定律可以發(fā)現(xiàn)未知天體二應用萬有引力定律可以計算天體的質量:小結一應用萬有引力定律可以發(fā)現(xiàn)未知天體二應用萬有引力定律