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4萬有引力理論的成就回憶所學內(nèi)容(1)物體做圓周運動的向心力公式是什么?分別寫出向心力與線速度、角速度以及周期的關系式。(2)萬有引力定律的內(nèi)容是什么?如何用公式表示?(3)重力和萬有引力的關系?θFnRMGmwrF引爭論:地球外表物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關系。

物體m在緯度為θ的位置,萬有引力指向地心,分解為兩個分力:m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運動的向心力和重力。θFnRMGmwrF引爭論:地球外表物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬有引力的關系。物體m在緯度為θ的位置,萬有引力指向地心,分解為兩個分力:m隨地球自轉(zhuǎn)圍繞地軸運動的向心力和重力。因此,重力是萬有引力的一個分力。實際上隨地球自轉(zhuǎn)的物體向心力遠小于重力,在無視自轉(zhuǎn)的影響下萬有引力大小近似等于重力大小?;貞浰鶎W內(nèi)容(1)物體做圓周運動的向心力公式是什么?分別寫出向心力與線速度、角速度以及周期的關系式。(2)萬有引力定律的內(nèi)容是什么?如何用公式表示?(3)重力和萬有引力的關系?重力是萬有引力的一個分力,當無視了地球的自轉(zhuǎn)時,可認為重力在數(shù)值上就等于萬有引力大小。阿基米德在爭論杠桿原理后,曾經(jīng)說過一句什么名言?“給我一個支點,我可以撬動球?!?/p>

那我們又是怎么知道巨大的地球的質(zhì)量呢?那給我們一個杠桿(天平)是否就可以稱量地球的質(zhì)量了呢?答案是:否認的.一、稱量地球的質(zhì)量地球的質(zhì)量不行能用天平稱量.但是萬有引力定律是否能賜予我們供給幫助呢?重力是萬有引力的一個分力,當無視了地球的自轉(zhuǎn)時,可認為重力在數(shù)值上就等于萬有引力大小。一、稱量地球的質(zhì)量假設不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,地面上物體的重力等于地球?qū)λ囊Α?/p>

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其中g(shù)、R在卡文迪許之前已經(jīng)知道,而卡文迪許測出G后,就意味著我們也測出了地球的質(zhì)量??ㄎ牡显S把他自己的試驗說成是“稱量地球的重量”是不無道理的。一、稱量地球的質(zhì)量通過萬有引力定律稱量地球的質(zhì)量,這不能不說是一個奇跡。就連一個外行人、著名文學家馬克·吐溫滿懷激情地說:“科學真是迷人。依據(jù)零星的事實,增加一點猜測,竟能贏得那么多收獲!”這話雖然出自一位外行人之口,卻道出了科學覺察的精華。二、天體質(zhì)量的計算1、地球公轉(zhuǎn)實際軌道是什么外形?為了解決問題的便利,我們通??梢哉J為地球在繞怎樣的軌道做什么運動?思考:應用萬有引力可算出地球的質(zhì)量,能否算出太陽的質(zhì)量呢?分析問題:近似1、地球?qū)嶋H作何運動?而我們通??梢哉J為做什么運動?地球?qū)嶋H軌道是橢圓,通??梢哉J為地球繞太陽做勻速圓周運動二、天體質(zhì)量的計算1、地球?qū)嶋H軌道是什么外形?為了解決問題的便利,我們通??梢哉J為地球在繞怎樣的軌道做什么運動?2、地球作圓周運動的向心力是由什么力來供給的?思考:應用萬有引力可算出地球的質(zhì)量,能否算出太陽的質(zhì)量呢?通??梢哉J為地球繞太陽做勻速圓周運動2、地球作圓周運動的向心力是由什么力來供給的?rMmF地球作圓周運動的向心力是由太陽對地球的萬有引力來供給的二、天體質(zhì)量的計算1、地球?qū)嶋H軌道是什么外形?為了解決問題的便利,我們通??梢哉J為地球在繞怎樣的軌道做什么運動?2、地球作圓周運動的向心力是由什么力來供給的?思考:應用萬有引力可算出地球的質(zhì)量,能否算出太陽的質(zhì)量呢?通??梢哉J為地球繞太陽做勻速圓周運動地球作圓周運動的向心力是由太陽對地球的萬有引力來供給的地球作圓周運動的向心力是由太陽對地球的萬有引力來供給的rMmF地球公轉(zhuǎn)角速度不能直接測出,但我們知道地球公轉(zhuǎn)的周期.該表達式與地球〔環(huán)行天體〕質(zhì)量m有沒有關系?rMmFvT總結(jié)推廣求解思路:環(huán)行天體的向心力由中心天體對其萬有引力獨家供給具體方法:特點:須知道待求天體〔M〕的某一環(huán)行天體的運行規(guī)律,且與環(huán)行天體的質(zhì)量〔m〕無關.中心天體M環(huán)行天體m二、計算天體的質(zhì)量思維擴展計算地球的質(zhì)量,除了一開頭的方法外,還可以怎么求?借助于月球,那么需要知道哪些量?月球繞地球運行的周期T=27.3天,月球與地球的平均距離r=3.84×108mM=5.98×1024kg三、覺察未知天體預見并覺察未知行星,是萬有引力理論威力和價值的最生動例證.在1781年覺察的第七個行星—天王星的運動軌道,總是同依據(jù)萬有引力定律計算出來的有肯定偏離.當時有人猜測,確定在其軌道外還有一顆未覺察的新星,這就是后來覺察的第八大行星—海王星.海王星海王星的實際軌道由英國劍橋大學的學生亞當斯和法國年輕的天好者勒維耶依據(jù)天王星的觀測資料各自獨立地利用萬有引力定律計算出來的.英國的亞當斯和法國的勒維耶1846年9月23日晚,由德國的伽勒在柏林天文臺用望遠鏡在勒維耶預言的位置四周覺察了這顆行星——海王星柏林天文臺海王星的覺察海王星覺察之后,人們覺察它的軌道也與理論計算的不全都。于是幾位學者用亞當斯和勒維耶的方法預言另一顆新行星的存在.在預言提出之后,1930年,湯博覺察了太陽系的后來曾被稱為第九大行星的冥王星冥王星和它的衛(wèi)星美國宇航局〔NASA〕供給的冥王星〔上者〕與它的衛(wèi)星的畫面冥王星與彗星

國際天文學聯(lián)合會大會24日投票打算,不再將傳統(tǒng)九大行星之一的冥王星視為行星,而將其列入“矮行星”。很多人感到不解,為什么從兒時起就始終熟知的太陽系“九大行星”概念如今要被重新定義,而冥王星又因何被“降級”?

“行星”這個說法起源于希臘語,原意指太陽系中的“漫游者”。近千年來,人們始終認為水星、金星、地球、火星、木星和土星是太陽系中的標準行星。19世紀后,天文學家間續(xù)覺察了天王星、海王星和冥王星,使太陽系的“行星”變成了9顆。此后,“九大行星”成為家喻戶曉的說法。

不過,新的天文覺察不斷使“九大行星”的傳統(tǒng)觀念受到質(zhì)疑。天文學家先后覺察冥王星與太陽系其他行星的一些不同之處。冥王星所處的軌道在海王星之外,屬于太陽系外圍的柯伊伯帶,這個區(qū)域始終是太陽系小行星和彗星誕生的地方。20世紀90年月以來,天文學家覺察柯伊伯帶有更多圍繞太陽運行的大天體。比方,美國天文學家布朗覺察的“2023UB313”,就是一個直徑和質(zhì)量都超過冥王星的天體。

布朗等人的覺察使傳統(tǒng)行星定義患病巨大挑戰(zhàn)。國際天文學聯(lián)合會大會通過的新行星定義,意在彌合傳統(tǒng)的行星概念與新覺察的差距。

大會通過的決議規(guī)定,“行星”指的是圍繞太陽運轉(zhuǎn)、自身引力足以抑制其剛體力而使天體呈圓球狀、能夠去除其軌道四周其他物體的天體。在太陽系傳統(tǒng)的“九大行星”中,只有水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星符合這些要求。冥王星由于其軌道與海王星的軌道相交,不符合新的行星定義,因此被自動降級為“矮行星”。冥王星為什么會被“降級”?

三、覺察未知天體海王星的覺察和1705年英國天文學家哈雷依據(jù)萬有引力定律正確預言了哈雷彗星的回歸最終確立了萬有引力定律的地位,也成為科學史上的美談。諾貝爾物理學獎獲得者,物理學家馮·勞厄說:“沒有任何東西向牛頓引力理論對行星軌道的計算那樣,如此有力地樹起人們對年輕的物理學的敬重。從今以后,這門自然科學成了巨大的精神王國……”盡管冥王星外面太陽光已經(jīng)特別的微弱,但是,黑暗嚴寒的太陽系邊緣照舊牽動著人們的心,搜尋工作從來沒有停頓過。美國20

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