-1-3万有引力理论的成就学习目标思维导图1.了解万有引力定律在天文学上的重要应用。2.理解“计算天体质量”的基本思路。3.掌握运用万有引力定律和圆周运动知识分析天体运动问题的思路。课前篇自主预习必备知识自我检测一、“称量”地球的质量1.依据:若不考虑地球自转的影响,地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力,即mg=G𝑚地𝑚𝑅2,可得地球的质量m地=𝑔𝑅2𝐺。2.结论:只要测出引力常量G的值,利用g、R的值就可以计算地球的质量,因此卡文迪什把自己的实验说成是“称量地球的重量”。课前篇自主预习必备知识自我检测二、计算天体的质量1.计算太阳质量设太阳的质量为m太,某个行星的质量是m,行星与太阳之间的距离是r,行星的公转周期是T,已知引力常量G。根据行星做圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供,得G𝑚太𝑚𝑟2=4π2𝑚𝑟𝑇2,太阳的质量为m太=4π2𝑟3𝐺𝑇2。2.计算行星质量:若已知卫星绕行星运动的周期T和卫星与行星之间的距离r,根据万有引力提供向心力得行星的质量m行=4π2𝑟3𝐺𝑇2。课前篇自主预习必备知识自我检测三、发现未知天体1.海王星的发现:英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶根据天王星的观测资料,利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日晚,德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——海王星,人们称其为“笔尖下发现的行星”。2.其他天体的发现:发现海王星过程中所用的“计算、预测和观察”的方法指导人们寻找新的天体。近100年来,人们在海王星的轨道之外又发现了冥王星、阋神星等几个较大的天体。课前篇自主预习必备知识自我检测四、预言哈雷彗星的回归1.英国天文学家哈雷从1337年到1698年的彗星记录中挑选了24颗彗星,依据万有引力定律,用一年的时间计算了它们的轨道。发现1531年、1607年和1682年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙。他大胆预言,这三次出现的彗星是同一颗星,周期约为76年,并预言它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗星如期通过了近日点。2.海王星的发现和哈雷彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位,也成为科学史上的美谈。五、解释自然现象1.牛顿用月球和太阳的万有引力解释了潮汐现象。2.用万有引力定律等推测地球呈赤道处略为隆起的扁平形状。3.分析了地球表面重力加速度微小差异的原因,以及指导重力探矿。课前篇自主预习必备知识自我检测1.正误辨析(1)已知地球绕太阳运动的周期和地球到太阳的距离可以计算地球的质量。()...
