1、第七章第七章 万有引力万有引力与宇宙航行与宇宙航行第第3 3节节万有引力理论的成就地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结2 2 Outline大纲地球的质量密度的估算预测新天体例题精析课堂小结地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结3 3 思考思考思考思考怎样测量地球的质量？怎样测量地球的质量？怎样测量地球的质量？怎样测量地球的质量？4 方法：若不考虑地球自转的影响： GM=gR2（黄金代换式）地球的质量地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结5 5 思考思考思考思考卡文迪许扭秤实验卡文迪许扭秤实验卡文
2、迪许扭秤实验卡文迪许扭秤实验卡文迪许（英国化学家、物理学家）扭秤实验6 6 总结总结总结总结卡文迪许实验的意义1. 卡文迪许的扭秤实验通过改变质量和距离，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性、普遍性。2. 引力常量的测出，使万有引力定律能够应用于定量计算，例如通过重力加速度就能测定地球质量，因此，卡文迪许被人们称为第一个“能称出地球质量的人”。3. 卡文迪许扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量放大，实验的构思、设计与操作巧妙和精致，英国物理学家坡印廷曾对这个实验下过这样的评语：“开创了弱力测量的新时代。”7 “ “科学真是迷人，根据零星的事实，增科学真是迷人，根据零星的事实，增添一点猜
3、想，竟能赢得那么多收获！添一点猜想，竟能赢得那么多收获！” ”地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结8 方法：通过地球卫星的轨道半径r和周期T：地球的质量 明确M与m、R与r的具体含义，不可弄混淆。MMmmR Rr r9 9 思考思考思考思考怎样测量太阳的质量？怎样测量太阳的质量？怎样测量太阳的质量？怎样测量太阳的质量？【小资料】地球的公转周期为365天，日地距离为1.496108km，万有引力常量G=6.6710-11Nm2/kg210 怎样测量太阳的质量怎样测量太阳的质量怎样测量太阳的质量怎样测量太阳的质量？地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例
4、题精析 | 课堂小结11 11 思考思考思考思考如何估算地球的密度？如何估算地球的密度？如何估算地球的密度？如何估算地球的密度？12 方法：若不考虑地球自转的影响： GM=gR2（黄金代换式）地球的密度地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结13 方法：通过地球卫星的轨道半径r和周期T：地球的密度 明确M与m、R与r的具体含义，不可弄混淆。MMmmR Rr r地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结14 我们的宇宙有多大我们的宇宙有多大地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结15 15 总结总结总结总结我
5、们是如何“看见”并研究遥远的星球的呢？地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结16 在1781年发现的第七个行星天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离。当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星,这就是后来发现的第八大行星海王星。人们称其为“笔尖下发现的行星” 。预测新天体地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结17 海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维耶的方法预言另一颗新行星的存在。在1930年，汤博发现了太阳系的后来曾被称为第九大行星的冥王星。预测新天体地球的
6、质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结18 哈雷彗星是唯一能用裸眼直接从地球看见的短周期彗星，也是人一生中唯一以裸眼可能看见两次的彗星。其它能以裸眼看见的彗星可能会更壮观和更美丽，但那些都是数千年才会出现一次的彗星。哈雷彗星上一次回归是在1986年，而下一次回归将在2061年中。预测新天体地球的质量 | 密度的估算 | 预测新天体 | 例题精析 | 课堂小结19 黑洞无法直接观测，但是可以根据它对周围天体的引力作用而间接观测。北京时间2019年4月10日21点整，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次拍摄到黑洞的照片。这张照片来之不易，为了得到这张照片，天文学家动用了遍
7、布全球的8个毫米/亚毫米波射电望远镜，组成了一个的“事件视界望远镜”（EHT）。“看见”黑洞例例 题题 精精 析析 1. 如果知道地球绕太阳的公转周期T和它与太阳的距离r，能求出太阳的质量吗？若要求太阳的密度，还需要哪些量？例例 题题 精精 析析 2“嫦娥三号”探月飞行器在100km的环月近圆轨道和落月前的15km轨道飞行时，若均视为匀速圆周运动，则( ) A“嫦娥三号”在100km轨道比在15km轨道上运行的周期短 B“嫦娥三号”在100km轨道比在15km轨道上运行的线速度大 C“嫦娥三号”在100km轨道比在15km轨道上运行的角速度大 D“嫦娥三号”在100km轨道比在15km轨道上运
8、行的向心加速度小半径越大，周期越大，线速度越小，角速度越小，向心加速度越小D例例 题题 精精 析析3用传感器测量一物体的重力时，发现在赤道测得的读数与其在北极的读数相差大约3%。如图所示，如果认为地球是一个质量分布均匀的标准球体，下列说法正确的是（） A在赤道处物体的重力为万有引力的3% B在赤道处物体的向心力为万有引力的3% C在北极处物体的重力为万有引力的3% D在北极处物体的向心力为万有引力的3% 在赤道处，万有引力一部分提供重力，另一部分提供向心力： 在北极处，向心力为0，万有引力全部提供重力：B本题需要考虑地球自转的影响：例例 题题 精精 析析4. 2020珠峰高程测量登山队于北京时间5月27日上午11时整，成功登顶珠峰，人类首次在珠峰峰顶开展重力测量。如果忽略地球自转的影响，测得一个物体在峰底的重力为G1，在峰顶的重力为G2，峰底离地心的距离为R，则峰顶到峰底的高度为多少？如果忽略地球自转的影响：峰底处：峰顶处：联立得：24 思维导图25 谢谢谢谢聆聆听听
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