,
得 .
当天体的卫星环绕天体表面运动时,其轨道半径r等于天体半径R,则天体密度为
.
四、发现未知天体
要点诠释:
发现海王星
天王星的"出轨"现象,激发了法国青年天文学家勒维耶和英国剑桥大学学生亚当斯的浓厚兴趣.勒维耶经常到巴黎天文台去查阅天王星观察资料,并把这些资料跟自己理论计算的结果对比.亚当斯也不断到剑桥大学天文台去,他还得到一份英国皇家格林尼治天文台的资料,这使他的理论计算能及时跟观察资料比较他们两人根据自己的计算结果,各自独立地得出结论:在天王星的附近,还有一颗新的行星!
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,人们称其为"笔尖下发现的行星".这就是海王星.
凭借着万有引力定律,通过计算,在笔尖下发现了新的天体,这充分地显示了科学理论的威力.
五、解决天体运动问题的基本思路
要点诠释:
(1)将行星绕恒星的运动、卫星绕行星的运动均视为匀速圆周运动,所需向心力是由万有引力提供的.根据圆周运动的知识和牛顿第二定律列式求解有关天体运动的一些物理量,有如下关系:
.
若已知环绕中心天体运动的行星(或卫星)绕恒星(或行星)做匀速圆周运动的周期为T,半径为r,根据万有引力提供向心力可知:,得恒星或行星的质量.
此种方法只能求解中心天体的质量,而不能求出做圆周运动的行星或卫星的质量.
(2)若已知星球表面的重力加速度g′和星球的半径,忽略星球自转的影响,则星球对物体的万有引力等于物体的重力,有,所以.