教科版必修二32《萬有引力定律》02-全文預(yù)覽
【正文】 不睬的態(tài)度。到1845年，已偏離有 2分的角度了。從里往外數(shù)，最外面的三顆依次是：天王星，海王星和冥王星。所以在海王星上看太陽，只有在地球上所看到的金星一般大小。 雖然伽勒博士第一個看到海王星，可是真正的功績還屬于推算的人。推算當(dāng)然不是一件容易的事，得應(yīng)用許多復(fù)雜的 物理和數(shù)學(xué)的公式。在正相接近的時候，軌道較小的那顆行星速度會稍稍加快；在正相遠離的時候，軌道較小的那顆行星速度會稍稍減慢。 1800年以后，天王星的運行速度忽然漸漸加快了，到 1830年左右，它的運行速度又比往常慢了。不久，它運行的規(guī)律就給人們推算出來了。天王星跟海王星不同，它的發(fā)現(xiàn)完全是偶然的。勒威耶的預(yù)言應(yīng)驗了 ——這顆新的行星，后來命名為海王星。 22M m vGmrr?2vrMG?方法 1：線速度、軌道半徑 方法 2：軌道半徑、公轉(zhuǎn)周期 22MmG m rr??2324 rMGT??方法 3：天體的半徑、天體表面的加速度 2MmG m gr?2grMG?四、發(fā)現(xiàn)未知天體 海王星的發(fā)現(xiàn) 1846年 9月 28日， 德國柏林天文臺伽勒博士接到一封信。2()RggHR??四、不同星球表面的重力加速度 “ 地上 ” :萬有引力近似等于重力 mgRMmG ?2（黃金代換式：GM=gR2） (此式對其他星球表面也適用，注意字母意義的變化即可 ) 思考： ? 已知月球的質(zhì)量是 M，月球的半徑是 R。求（ 1）地球赤道上的重力加速度。一般粗略計算中認為引力等于重量， g和物體重量的變化可以忽略不計。 2222MmG m r m rrT???? （ ）方法 若已知月球繞地球做勻速圓周運動的的半徑 r和月球運行的線速度 v。 可見，重力只是物體所受萬有引力的一個分力，只是由于另一個分力 F向特別小，所以一般近似認為地球表面（附近）上的物體，所受重力等于萬有引力 （ 2）萬有引力的另外一個分力提供物體做圓周運動的向心力。 鑒于傳統(tǒng)的重力 W是一個假定物體平衡時出現(xiàn)的物理量，而在對待衛(wèi)星時，已經(jīng)沒有人認為它是平衡的， 所以對衛(wèi)星講“重力”沒有實際意義 。 但問題是，在非同步軌道的衛(wèi)星上， 不可能為 1 ， W就不可能為 0 。在剛才的情形下，重力 W和萬有引力 F的差別自然就不同程度地變大了。 2mMR h )? 地地（設(shè) θ = 0 ， h = R地 ，不難算出， ΣF = 10－ 2N ， F = 。因此，在不是特別精確的計算中，認為 W和 F相同是可以接受的。 重力概念的保留，純粹是為了屈從人們的錯誤習(xí)慣嗎？不完全是這樣。 這就是重力 把 T矢量反向、成為 W矢量后，和 F矢量、 ΣF矢量構(gòu)成圖 3 。 嚴格地說，有了這個分析后，物體的“重力”就不存在了。 后來，人們認識到地球存在自轉(zhuǎn)，地表上（除兩極外）所有“靜止”的物體事實上都處在勻速圓周運動。如果這個物體是用繩子懸掛著，它只可能受兩個力，那就是重力 G和繩子張力 T ，如圖 1所示。 ?卡文迪許扭秤實驗的科學(xué)意義及價值： （ a）證明了萬有引力的存在。 T形架水平部分各裝一個質(zhì)量是 m′的小球， T形架豎直部分裝一塊小平面鏡 M，用來將射來的光線反射到一根刻度尺上（圖 1—1）。 3.（一種方法） 當(dāng)研究物體不能看作質(zhì)點時，可以把物體假想分割成無數(shù)個質(zhì)點，求出每個質(zhì)點受到的引力，然后求合力。 ，當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的 球體 ，又不能看作質(zhì)點時，它們間的引力計算時，r取球心間距離 。rmmGF ?公式中， r為物體到地球球心的距離，即 r=R+h 二、 引力常量的測定 ① 石英絲 ② T型架 ③ 小球 ④ 大球 ⑤ 光源 ⑥ 平面鏡 ⑦ 刻度尺 卡文迪許扭稱的主要部分是一個輕而堅固的 T形架，懸掛在一根石英絲的下端。這時石英絲扭轉(zhuǎn)的角度可以從小鏡 M的反射光在刻度尺上移動的距離求出，再根據(jù)預(yù)先已經(jīng)求出的石英絲扭轉(zhuǎn)力矩跟扭轉(zhuǎn)角度的關(guān)系可以算出這時的扭轉(zhuǎn)力矩，進而求得這時 m與 m′的引力 F ?巧妙之處： 把微小力（根本不可能覺察到）轉(zhuǎn)變成力矩來反映 （一次放大） 扭轉(zhuǎn)的微小角度又通過光標的移動來反映 （二次放大） ?測量原理： 由力矩平衡： M1=M2， 得 扭轉(zhuǎn)力矩 :M1=kθ 2rmGm ? ?L= kθ 引力矩 : M2=F引 ?L= ?L 2rmGm ?即： lmmkrG???2?萬有引力常量的物理意義： 萬有引力常量 G=?1011N?m2/kg2 , 表示質(zhì)量為 1kg的兩個物體相距 1m時所受的
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