万有引力定律与天文学新发现.pptx
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1、5.35.3 万有引力定律与万有引力定律与 天文学的新发现天文学的新发现17811781年,英国天文学家赫歇耳,用望远镜发现了天年,英国天文学家赫歇耳,用望远镜发现了天王星。王星。1919世纪,人们在对天王星进行观测时,发现世纪,人们在对天王星进行观测时,发现它的远行总是不太它的远行总是不太“守规矩守规矩”,老是偏离预先计算,老是偏离预先计算好的轨道。到好的轨道。到18451845年,已偏离有年,已偏离有22的角度了。这的角度了。这到底是什么原因呢?到底是什么原因呢?知识回顾知识回顾1.1.物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动的向心力公式是公式是什么什么?分别写出分别写出向心力与线速度、角速度
2、向心力与线速度、角速度、周期周期的关系式。的关系式。2.2.万有引力定律公式:万有引力定律公式:G G为引力常量,为引力常量,r r为两物体的中心距离。为两物体的中心距离。3.3.适用条件:适用条件:仅仅适用于两个质点或者两个均匀球体之间适用于两个质点或者两个均匀球体之间的的相互作用。相互作用。(两物体为均匀球体时,两物体为均匀球体时,r r为两球心间的为两球心间的距离距离)一一.笔尖下发现的行星笔尖下发现的行星 1781 1781年发现天王星后,年发现天王星后,人们发现由万有引力定律计人们发现由万有引力定律计算出来的天王星的运动总与算出来的天王星的运动总与实际的观测值有微小的差别。实际的观测
3、值有微小的差别。根本无法根据以前的观察资根本无法根据以前的观察资料预报天王星未来的位置!料预报天王星未来的位置!海王星海王星问题到底出在什么地方呢?问题到底出在什么地方呢?是星表有错误?是星表有错误?是牛顿力学的理论有误?是牛顿力学的理论有误?还是有另外的未知行星在干扰?还是有另外的未知行星在干扰?勒维烈勒维烈(1811187718111877)亚当斯亚当斯(1819189218191892)天王星的附近,天王星的附近,还有一颗新的行星还有一颗新的行星根据自己的计算根据自己的计算 1846 1846年年8 8月月3131日,勒维烈把计算出的这颗大行日,勒维烈把计算出的这颗大行星的位置,通知了柏
4、林天文台。星的位置,通知了柏林天文台。18461846年年9 9月月2323日,日,德国加勒在与预报相差不多的位置上找到了这颗德国加勒在与预报相差不多的位置上找到了这颗新行星,命名为海王星。新行星,命名为海王星。两位年轻人,事先不向天空看一眼,凭借万两位年轻人,事先不向天空看一眼,凭借万有引力定律,通过计算,在笔尖下发现了新的天有引力定律,通过计算,在笔尖下发现了新的天体,这充分显示了科学理论的威力。同时,也验证体,这充分显示了科学理论的威力。同时,也验证了万有引力定律的正确性。了万有引力定律的正确性。此图像对彗星的描述画面生动,弥足珍贵。此图像对彗星的描述画面生动,弥足珍贵。我国在这方面的记
5、载尤为丰富。我国在这方面的记载尤为丰富。二二.哈雷彗星的预报哈雷彗星的预报 牛顿发现的万有引力定律,开始只是一个假牛顿发现的万有引力定律,开始只是一个假设设.在其后的一百多年间,像海王星的发现,哈雷在其后的一百多年间,像海王星的发现,哈雷彗星的成功预报,万有引力定律不断地被科学实彗星的成功预报,万有引力定律不断地被科学实验所证实,才逐渐得到普遍认可。验所证实,才逐渐得到普遍认可。下面我们看万有引力定律的其他用途下面我们看万有引力定律的其他用途科学真是迷人!科学真是迷人!三三.把天体的质量把天体的质量“称称”出来出来八大行星围绕太阳运动,太阳为中心天体八大行星围绕太阳运动,太阳为中心天体。思考思
6、考:行星做圆周运动的向心力是什么?行星做圆周运动的向心力是什么?行星绕恒星的运动和卫星绕行星的运动均行星绕恒星的运动和卫星绕行星的运动均可近似看成是匀速圆周运动,其所需的向心力可近似看成是匀速圆周运动,其所需的向心力就是由恒星与行星、行星与卫星之间的万有引就是由恒星与行星、行星与卫星之间的万有引力提供的,力提供的,F F万万=F=F向向。M Mm mr r=(r r为轨道半径为轨道半径)例例1.1.把地球绕太阳公转看做是匀速把地球绕太阳公转看做是匀速圆圆周周运动运动,轨道,轨道平均半径约为平均半径约为1.5101.5108 8 kmkm,已知引力常量已知引力常量G=6.6710G=6.6710
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