1、一、万有引力定律的基本知识一、万有引力定律的基本知识1 1、定律的发现、定律的发现2 2、定律的内容、定律的内容122m mFGr万有引力万有引力卡文迪许卡文迪许 测出的。测出的。两两质点质点间的距离间的距离均匀球体，均匀球体，球心球心间的距离间的距离牛顿牛顿温故而知新温故而知新二、万有引力与重力二、万有引力与重力FG在地面在地面,万有引力万有引力提供提供向心力向心力和物体压和物体压紧地球的力紧地球的力(即重力即重力),),重力重力是万有引力是万有引力的的一个分力一个分力赤道上赤道上这两个力和万有引力在一条直线这两个力和万有引力在一条直线上，这两个力的和等于万有引力上，这两个力的和等于万有引力
2、两极处两极处万有引力等于重力万有引力等于重力F向故一般计算重力近似等于万有引力故一般计算重力近似等于万有引力故赤道上的重力故赤道上的重力_最小在两极的重力在两极的重力_最大因这地球自转的角速度很小，需要的向心力可以忽略因这地球自转的角速度很小，需要的向心力可以忽略温故而知新温故而知新2RMmGmg 卡文迪许卡文迪许被称为能称出地球质量的人被称为能称出地球质量的人怎样称量地球的质量呢怎样称量地球的质量呢?“称量地球的质量称量地球的质量”地球的质量到底有多大？地球的质量到底有多大？这个问题困扰了科学家许多年这个问题困扰了科学家许多年人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有
3、引力理论的成就PPT课件下载3“称量地球的质量称量地球的质量”当时已知：当时已知：地球的半径地球的半径R 地球表面重力加速度地球表面重力加速度g 卡文迪许已测出的引力常量卡文迪许已测出的引力常量G卡文迪许是如何卡文迪许是如何 “称量地球的质量称量地球的质量”的呢的呢?能否通过能否通过万有引力定律万有引力定律来来“称称量量”?人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3物体在天体物体在天体(如地球如地球)表面时受到的表面时受到的重力重力近似等于近似等于万有引力万有引力“称量地球的质量称量地球的质量”2RMmGmg GgRM2 不考虑地球不考虑地
4、球自转的影响自转的影响人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3 地球的质量到底有多大地球的质量到底有多大?已知已知:地球半径地球半径R=6400km，引力常，引力常量量G=6.6710-11Nm2/kg2，地球表地球表面面g=9.8m/s2。可计算出地球的质可计算出地球的质量。量。2RMmGmg GgRM2“称量地球的质量称量地球的质量”M=6.01024kg人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载32RMmGmg GgRM21、物体在天体表面时受到的、物体在天体表面时受到的 重力重力
5、等于等于万有引力万有引力2GMgR黄代换：金G天体表面的重力加速度天体表面的重力加速度R天体的半径天体的半径一、计算天体质量的两条基本思路一、计算天体质量的两条基本思路人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3 测出某行星的公转周期T、轨道半径r能不能由此求出太阳的质量M？分析：1.将行星的运动看成是匀速圆周运动.2.万有引力提供向心力 F引=Fn.rTmrMmG222只能只能求出中心天体的质量！求出中心天体的质量！不能不能求出转动天体的质量！求出转动天体的质量！M=2.01030kg2324rMGT人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课
6、件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3知道环绕体的线速度知道环绕体的线速度v或角速度或角速度及其轨道及其轨道半径半径r，能不能求出中心天体的质量？，能不能求出中心天体的质量？F引=Fn22rvmrMmGrmrMmG22人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载32、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的、行星（或卫星）做匀速圆周运动所需的万有引力万有引力提供提供向心力向心力一、计算天体质量的两条基本思路一、计算天体质量的两条基本思路22222()MmvGmammrmrrrT 向32rMG2324rMGT2v rMG只能只能求出中
7、心天体的质量求出中心天体的质量人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3二、天体密度的计算二、天体密度的计算343vR2gMGR34gRGMV人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载33233GrRT23GT当rR时二、天体密度的计算二、天体密度的计算343vR2324rMGTMV人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3 (1)现象现象问题的发现问题的发现 天文学家在用牛顿的引力理论分析天文学家在用牛顿的引力理论分析天王星天王星运动
8、时，运动时，发现单用大阳和其他行星对它的引力作用，并不能圆满地发现单用大阳和其他行星对它的引力作用，并不能圆满地作出解释作出解释 用万有引力定律计算出来的天王星的轨道与实际观测用万有引力定律计算出来的天王星的轨道与实际观测到的结果不相符，发生了偏离到的结果不相符，发生了偏离 (2)两种观点两种观点猜想与假设猜想与假设 一是万有引力定律不准确；一是万有引力定律不准确；二是万有引力定律没有问题，只是天王星轨道外有二是万有引力定律没有问题，只是天王星轨道外有未知的行星吸引天王星，使其轨道发生偏离未知的行星吸引天王星，使其轨道发生偏离三、发现未知天体三、发现未知天体人教版高中物理万有引力理论的成就PP
9、T课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3 (3)亚当斯和勒维耶的计算及预言亚当斯和勒维耶的计算及预言科学推理科学推理.亚当斯和勒维耶相信未知行星的存在，根据亚当斯和勒维耶相信未知行星的存在，根据天王星天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新新”行星行星的轨道的轨道 三、发现未知天体三、发现未知天体 (4)伽勒的发现伽勒的发现实践检验实践检验 1846年年9月月23日晚，德国科日晚，德国科学家伽勒在勒维耶预言的位置学家伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了附近发现了海王星海王星，和预言的，和预言的位置只差位置只差1度
10、人们称其为度人们称其为“笔笔尖下发现的行星尖下发现的行星”。此后在此后在1930年年3月月14日，日，汤博又用类似的方法汤博又用类似的方法也发现了一颗新星也发现了一颗新星冥王星冥王星人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3三、发现未知天体三、发现未知天体理论轨道理论轨道实际轨道实际轨道人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3两两条条基基本本思思路路1、地面（或某星球表面）的物体地面（或某星球表面）的物体重力重力等于等于万有引力万有引力2RMmGmg GgRM22GMgR黄代 换：金2
11、、环绕体围绕某中心天体做匀速圆周运动环绕体围绕某中心天体做匀速圆周运动万有引力万有引力提供提供向心力向心力22222()MmvGmammrmrrrT 向2324rMGT人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载31.1.已知引力常数已知引力常数G G和下列各组数据，能计算出地球质和下列各组数据，能计算出地球质 量的是量的是()()A.A.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B.B.月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离 C.C.人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运
12、行周期人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期 D.D.人造地球卫星在地面附近绕行的运行周期人造地球卫星在地面附近绕行的运行周期BCBC中心中心天体天体解析：半径、角速度、线速度，三知二解析：半径、角速度、线速度，三知二人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3 2.2.某行星的卫星，在靠近行星表面轨道上运行若要某行星的卫星，在靠近行星表面轨道上运行若要计算行星的密度，唯一要测量出的物理量是计算行星的密度，唯一要测量出的物理量是()()A.A.行星的半径行星的半径 B.B.卫星的半径卫星的半径 C.C.卫星运行的线速度卫星运行的线速度 D
13、.D.卫星运行的周期卫星运行的周期靠近行星表面靠近行星表面解析：注意关键语句，牢记基本公式。解析：注意关键语句，牢记基本公式。人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载33233GrRT当rR时天体密度的计算天体密度的计算343vR2324rMGTMV23GT人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3 2.2.某行星的卫星，在靠近行星表面轨道上运行若要某行星的卫星，在靠近行星表面轨道上运行若要计算行星的密度，唯一要测量出的物理量是计算行星的密度，唯一要测量出的物理量是()()A.A.行星的半径行星的半径 B.B.卫星的半径卫星的半径 C.C.卫星运行的线速度卫星运行的线速度 D.D.卫星运行的周期卫星运行的周期D D靠近行星表面靠近行星表面解析：注意关键语句，牢记基本公式。解析：注意关键语句，牢记基本公式。人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3人教版高中物理万有引力理论的成就PPT课件下载3
