1、卡文迪许卡文迪许:被称为能称出被称为能称出地球质量的人地球质量的人一、测量天体的质量第3节 万有引力理论的成就R2GM地地=gR2G=6X1024kg1.测量地球的质量一、测量天体的质量第3节 万有引力理论的成就R2GM地地=gR2G=6X1024kg1.测量地球的质量2.测量太阳的质量F万万r2G v2r mm2rM太太=r=2.01030kg一、测量天体的质量第3节 万有引力理论的成就R2GM地地=gR2G=6X1024kg1.测量地球的质量rT3.测其它天体的质量飞上去测星球表面飞上去测星球表面g g和星球半径和星球半径R R发颗卫星测卫星的发颗卫星测卫星的轨道半径轨道半径r r和周期和
2、周期T TRgM地地=gR2GM太太=天体的质量算天体的质量算出来了？密度出来了？密度能算吗？能算吗？2.测量太阳的质量一、测量天体的质量第3节 万有引力理论的成就1.测量地球的质量二、计算中心天体密度1.重力等于万有引力334RVVMRGg43R2G一、测量天体的质量第3节 万有引力理论的成就rTRg天体的质量算天体的质量算出来了？密度出来了？密度能算吗？能算吗？rTRg2.万有引力提供向心力334RVVM3233RGTr若若r=R23GTr2G=V只能计算中心天体的质量和密度？被绕天体能算什么呢？T二、计算中心天体密度1.重力等于万有引力一、测量天体的质量第3节 万有引力理论的成就三、计算
3、环绕天体的v、a、TmaGMrT324rTm224rvmrmMG22vrm2arGM3rGMv.a越小，T越大注意：离地球越远，环绕天体口诀：高轨低速大周期2MGrrTRgTV二、计算中心天体密度一、测量天体的质量第3节 万有引力理论的成就背景：1781年由英国物理学家威廉.赫歇尔发现了天王星，但人们观测到的天王星的运行轨迹与万有引力定律推测的结果有一些误差 四、发现未知天体人们猜测天王星外边有一颗尚未发现的新行星 三、计算环绕天体的v、a、T二、计算中心天体密度一、测量天体的质量第3节 万有引力理论的成就 英国剑桥大学的学生亚当斯和英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文爱好者勒维耶各法国年
4、轻的天文爱好者勒维耶各自经过独立计算。算出天王星外自经过独立计算。算出天王星外围的行星的轨道，围的行星的轨道，18461846年年9 9月月2323日日晚，由德国的伽勒在勒维耶预言晚，由德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星的位置附近发现了这颗行星,人们人们称其为称其为“笔尖下发现的行星笔尖下发现的行星”。海王星海王星四、发现未知天体第3节 万有引力理论的成就当时有两个青年英国的亚当斯和法国的勒威耶在互不知晓的情况下分别进行了整整两年的工作。1845年亚当斯先算出结果，但格林尼治天文台却把他的论文束之高阁。1846年9月18日，勒威耶把结果寄到了柏林，却受到了重视。柏林天文台的伽勒于1
5、846年9月23日晚就进行了搜索，并且在离勒威耶预报位置不远的地方发现了这颗新行星。海王星的发现使哥白尼学说和牛顿力学得到了最好的证明。海王星发现之后，人们发现海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一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致于是几位学者用亚当斯和勒维列的方法预言另一颗新星的存维列的方法预言另一颗新星的存在。在预言提出之后，在。在预言提出之后，19301930年年3 3月月1414日，汤博发现了这颗新星日，汤博发现了这颗新星冥王星冥王星冥王星冥王星四、发现未知天体第3节 万有引力理论的成就诺贝尔物理学奖获得者诺贝尔物理学奖获得者物理学家冯物理学家冯劳厄说：
6、劳厄说：“没有任何东西像牛顿引力理论对行星没有任何东西像牛顿引力理论对行星轨道的计算那样，如此有力地树立起人们轨道的计算那样，如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门对年轻的物理学的尊敬。从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国自然科学成了巨大的精神王国”两两条条基基本本思思路路1、重力、重力等于等于万有引力万有引力2RMmGmg GgRM22、万有引力、万有引力提供提供向心力向心力22222()MmvGmammrmrrrT 向例1：利用下列哪组数据可以计算出地球的质量()A.地球半径R和地球表面的重力加速度gB.卫星绕地球运动的轨道半径r和周期TC.卫星绕地球运动的轨道半径r
7、和角速度D.卫星绕地球运动的线速度V和周期TABCD2RMmGmg 22222()MmvGmammrmrrrT 向例2“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟已知引力常量G6.671011 Nm2/kg2，月球半径约为1.74103 km.利用以上数据估算月球的质量约为()A8.11010 kg B7.41013 kgC5.41019 kgD7.41022 kgD3科学家们推测，太阳系内除八大行星之外还有另一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上
8、信息可以确定()A这颗行星的公转周期与地球相等B这颗行星的半径等于地球的半径C这颗行星的密度等于地球的密度D这颗行星上同样存在着生命A4月球与地球质量之比约为180，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地月连线上某点O做匀速圆周运动据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为()A16400 B180C801 D64001C52010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”缆线的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空
9、现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处，相对地球静止，如图所示，那么关于“太空电梯”，下列说法正确的是()A“太空电梯”各点均处于完全失重状态B“太空电梯”各点运行周期随高度增大而增大C“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离的开方成反比D“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离成正比D 6一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为()B7(多选)如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)若已知一个极地卫星从北纬30的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60正上方时所用时间为t，地球半径为R(地球可看做球体)，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G.由以上条件可以求出()A卫星运行的周期 B卫星距地面的高度 C卫星的质量 D地球的质量ABD
