高一物理万有引力定律在天文学上应用.pptx

四 万有引力定律在天文学上的应用1.1.物体做圆周运动的向心力公式是什么？物体做圆周运动的向心力公式是什么？分别写出向心力与线速度、角速度、周分别写出向心力与线速度、角速度、周期的关系式期的关系式2.万有引力定律的内容万有引力定律的内容：问题问题：两个质量：两个质量50kg50kg的同学相距的同学相距0.5m0.5m时之时之间的万有引力有多大间的万有引力有多大答：约答：约6.67106.6710-7-7N)N)1、太阳和行星的质量:v设M为太阳(或某一天体)的质量,m是行星(或某一卫星)的质量,r是行星(或卫星)的轨道半径,T是行星(或卫星)绕太阳(或天体)公转的周期.那么太阳(或这个天体)对行星(或卫星)的引力就是行星(或卫星)绕太阳(或天体)运动的向心力:F引=F向 v GmM/r2=ma=42mr/T2由上式可得太阳(或天体)的质量为:v M=42r3/GT2测出r和T,就可以算出太阳(或天体)质量M的大小.例如:地球绕太阳公转时r=1.491011m,T=3.16107s,所以太阳的质量为:M=1.961030kg.同理根据月球绕地球运动的r和T,可以计算地球的质量:M=5.981024kgMrm 2.计算和比较行星或卫星运计算和比较行星或卫星运 行的行的速度和周期速度和周期 v把行星或卫星的运动近视看作为匀速圆周运把行星或卫星的运动近视看作为匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供动，其向心力由万有引力提供 3.发现未知天体 v万有引力对研究天体运动有着重要的意义.海王星、冥王星就是根据万有引力定律发现的.在18世纪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.后来，亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星(海王星).后来，科学家利用这一原理还发现了太阳系的第9颗行星冥王星，由此可见，万有引力定律在天文学上的应用，有极为重要的意义.四、课堂练习 v例例1两两个个行行星星的的质质量量分分别别为为m1和和m2，绕太阳运行的轨道半径分别是绕太阳运行的轨道半径分别是r1和和r2，求：，求：（1）它它们们的的公公转转周周期期之之比比（提提示示：开开普普勒第三定律）勒第三定律）（2）它们的向心加速度之比）它们的向心加速度之比（提示：万有（提示：万有引力定律引力定律)例例2 2、已知下列哪些数据，可以计算出地球质、已知下列哪些数据，可以计算出地球质 量：量：（）A A地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离地球绕太阳运动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绕地球转的轨月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨 道半径道半径C C人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行 周期周期D D若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加 速度速度 BCDBCD 例例3 3、设地面附近重力加速度为、设地面附近重力加速度为g g0 0，地球半，地球半径为径为R R0 0，人造地球卫星圆形运行轨道半径为，人造地球卫星圆形运行轨道半径为R R，那么以下说法正确的是那么以下说法正确的是 ABDABD作业：作业：同步同步三（三（A A）1 1、2 2、3 3、4 4