文档介绍：万有引力理论的成就
学习目标:
。
。掌握两种算天体质量的方法。
,方法。
学习重点:
运用万有引力定律计算天体质量。
学习难点:
在具体的天体运动中应用万有引力定律解决问题。
下面我们来共同看一个有关太阳系八大行星的基本数据的表格:
材料一八大行星基本数据表、太阳系图(二)和材料三
名称
与太阳距离( 106km)
赤道半径
(千米)
质量(地球为1)
平均密度(g/cm3)
公转周期
自转周期
大气状况
水星

2440

没有空气
金星

6050

浓厚大气
地球

6378

1年
23时56分
氮氧气
火星

3395

24时37分
缺乏资料
木星

71400

9时50分
氢氦气
土星

60000

10时14分
缺乏资料
天王星

25400

24时
氢氦气
海王星

24750

22时
缺乏资料
材料二:太阳系八大行星示意图
地球质量为: kg
我们观察到在这个表格中列出了八大行星的质量。我们不禁要问:八大行星的质量是如何被测量出来的?那该造多大的一个称才能称出这些天体的质量?很显然这些天体的质量,绝对不可能用称来称量。那么这些天体的质量是采用什么样的方法测量出来的呢?
英国的物理学家卡文迪许利用扭称实验测出了万有引力定律当中的引力常量G。卡文迪许把自己的实验说成是“称量地球的质量”。你认为他的说法有道理吗?根据刚才表格中的相关数据,你也能“称出”地球质量吗?尝试做一做……
地球的相关数据:
与太阳距离: ×106km
赤道半径:6378km
质量: kg
公转周期:1年
自转周期:23时56分
通过以上方法“称出”了地球的质量,我们不禁要问:能不能利用同样方法“称出”其他天体的质量?例如“太阳的质量”或“太阳系其他行星的质量”。自己先尝试推导一下(不带数据,用字母表示)
?(太阳的质量M,m是某颗行星的质量,r是太阳与行星间的距离,T为行星绕太阳公转的周期)
?(行星的质量M,m是绕着这颗行星转动的某颗卫星的质量,r是行星与卫星间的距离,T为卫星绕行星公转的周期)
从以上的推导可以看出:利用这种方法只能求出什么天体的质量?
阅读课本39页“发现未知天体”部分的内容,考虑以下问题:
,在天文学上还有何应用?
?
问题3:人们是怎样应用万有引力定律来发现未知天体的?
-发现未知天体
基本思路.
当一个已知行星的实际轨道和理论计算的轨道之间有较大的误差时,说明还有未知的天体给这个行星施加引力.
理论指导实践
学以致用
例1、已知下列哪些数据,可以计算出地球质量:
( )

距离

的轨道半径

运行周期
,已知地球半径和重
力加速度
例2、设地面附近重力加速度为g0,地球半
径为R0,人造地球卫星圆形运行轨道半径为R,
那么以下说法正确的是[ ]