万有引力定律课件要用

1、万有引力定律万有引力定律 1 1、了解万有引力定律得出的思路和过程。、了解万有引力定律得出的思路和过程。 2 2、理解万有引力定律的含义并掌握用万有、理解万有引力定律的含义并掌握用万有 引力定律计算引力的方法。引力定律计算引力的方法。 学习目标学习目标3 3、记住引力常量并理解其内涵。、记住引力常量并理解其内涵。 苹果落地、高处物体落苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转地、月亮绕地旋转这些这些现象引起了牛顿的沉思。现象引起了牛顿的沉思。一、万有引力定律的发现一、万有引力定律的发现牛顿的思考：牛顿的思考：（）（）“天上的力天上的力”和和“人间的力人间的力”是同一种力吗？是同一种力吗？（）地球表面

2、的重力是否能延伸到（）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？月球轨道？月月-地检验介绍：地检验介绍： 1 1、 牛顿根据月球的周期和轨道半径，计算出了月球牛顿根据月球的周期和轨道半径，计算出了月球绕地球做圆周运动的向心加速度为：绕地球做圆周运动的向心加速度为：232242.74 10/ram sT29.8/gm s2 2、一个物体在地球表面的加速度为：、一个物体在地球表面的加速度为：若把这个物体移到月球轨道的高度，其加速度也应是月若把这个物体移到月球轨道的高度，其加速度也应是月球的向心加速度之值，根据开普勒第三定律可以导出：球的向心加速度之值，根据开普勒第三定律可以导出：kTraTrar（ ，而

3、 ，则 ）ar32212.27 10/60agm s1 1内容内容: :自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都是相互吸引的，引都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。们的距离的二次方成反比。 2 2表达式：表达式：如果用如果用m m1 1,m,m2 2表示两物体的质量表示两物体的质量, ,用用r r表示两物体间的距离表示两物体间的距离, ,那么万有引力定律可以表示那么万有引力定律可以表示为为: :122FGrm m二二. .万有引力定律：万有引力定律： 3.3.引力常量引力常量G G适用于任何两个物体

4、适用于任何两个物体, ,它在数值上等它在数值上等于两个质量都是于两个质量都是1 1的物体相距的物体相距1m1m时相互作用力的大时相互作用力的大小小. .其标准值为其标准值为: :G=6.6725910-11Nm 2 /2通常情况下取通常情况下取G=6.67G=6.671010-11-11Nm Nm 2 2 / /2 2 4.4.对于距离的确定大致可以分为两种对于距离的确定大致可以分为两种: : 若可以看作质点若可以看作质点, ,则为则为两质点间距两质点间距 对于均匀的球体对于均匀的球体, ,应是应是两球心间距两球心间距三、引力常量的测量三、引力常量的测量扭秤实验扭秤实验（1 1）实验原理：）实

5、验原理： 科学方法科学方法放大法放大法卡文迪许卡文迪许卡文迪许实验室卡文迪许实验室(2)(2)卡文迪许扭称实验的意义卡文迪许扭称实验的意义证明了万有引力的存在，准确的测出了万有引证明了万有引力的存在，准确的测出了万有引力常量，使万有引力定律进入了真正实用的时代；力常量，使万有引力定律进入了真正实用的时代；开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广；到推广；可利用万有引力定律准确的计算出天体的质量可利用万有引力定律准确的计算出天体的质量（如地球质量）以及物体在不同位置的重力加（如地球质量）以及物体在不同位置的重力加速度速度g g。 思考思考: : 1

6、1、把一质量为、把一质量为m m的物体放在地心上的物体放在地心上, ,问它和地球之间的万有引力是多少问它和地球之间的万有引力是多少? ? 2 2、为什么我们感觉不到周围物体对、为什么我们感觉不到周围物体对我们的引力？我们的引力？等于零等于零计算计算1 1：假设质量均为假设质量均为6060千克的两位同学，相距千克的两位同学，相距1 1米，他们之间的相互作用的万有引力多大？米，他们之间的相互作用的万有引力多大？F=GmF=Gm1 1m m2 2/r/r2 2 =6.67=6.671010-11-11606060/160/12 2 =2.4=2.41010-7-7(N)(N) 2.42.41010-

7、7-7N N是一粒芝麻重的几千分是一粒芝麻重的几千分 之之一，这么小的力人根本无法察觉到。一，这么小的力人根本无法察觉到。 计算计算2 2： 那么太阳与地球之间的万有引力又那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢是多大呢？已知：太阳的质量为已知：太阳的质量为M=2.0M=2.010103030kgkg，地球，地球质量为质量为m=5.8m=5.810102525kgkg，日地之间的距离为，日地之间的距离为R=1.5R=1.510101111kmkmF=GMm/R2=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2 =3.51022(N)3.53.510102222N N非常大，

8、能够拉断直径为非常大，能够拉断直径为90km90km的钢柱。的钢柱。 而太阳对质量为而太阳对质量为50kg50kg的人，引力很小，不到的人，引力很小，不到0.3N0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。当然我们感受不到太阳的引力。5 5、万有引力定律的性质：、万有引力定律的性质： 1 1、普遍性、普遍性 2 2、相互性、相互性 3 3、宏观性、宏观性 4 4、特殊性、特殊性6 6、万有引力定律的伟大意义、万有引力定律的伟大意义： 它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它对物理学、天文学的发展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一

9、起来起来；对科学文化发展起了积极的推动作用；对科学文化发展起了积极的推动作用, ,解放了解放了人们的思想人们的思想, ,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心给人们探索自然的奥秘建立了极大信心, ,人们有能力理解天地间的各种事物。人们有能力理解天地间的各种事物。 A A公式中公式中G G为引力常量，它是由实验测得的，而不是为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的人为规定的 B B当当r r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C Cm m1 1与与m m2 2受到的引力总是大小相等的，与受到的引力总是大小相等的，与m m1 1、m m2 2是否是否相等无关相等无关

10、 D Dm m1 1与与m m2 2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力一对平衡力221rmm1.1.对于万有引力定律的表达式对于万有引力定律的表达式 F F= =G G下面说法中正确的是下面说法中正确的是知识反馈知识反馈:AC2.2.两个物体的质量分别是两个物体的质量分别是m m1 1和和m m2 2，当它们相距为当它们相距为r r时，时，它们之间的引力是它们之间的引力是F=_F=_。(1)(1)若把若把m m1 1改为改为2m2m1 1，其他条件不变，则引力为其他条件不变，则引力为_F_F。(2)(2)若把若把m m1 1改为改为2m2m1

11、 1，m m2 2改为改为3m3m2 2，r r不变，则引力不变，则引力为为 F F。(3)(3)若把若把r r改为改为2r2r，其他条件不变，则引力为其他条件不变，则引力为_ F_ F。(4)(4)若把若把m ml l改为改为3m3m1 1，m m2 2改为改为m m2 2/2/2，r r改为改为r/2r/2，则则引力为引力为_F_F。 2 26 6 GF 122m mr22121)(rrrmmG3.3.如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别为为m m1 1、 m m2 2，则两球间的万有引力大小为（则两球间的万有引力大小为（ ）221rmmG2121r

12、mmG22121)(rrmmGA.B.C.D. 对于均匀的球体对于均匀的球体,R,R应是两球心间距应是两球心间距D D 4.4.地球质量大约是月球质量的地球质量大约是月球质量的8181倍，在登月飞倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为球中心的距离之比为 ( )( ) A A1 1 ：27 B27 B1 1 ：9 9 C C1 1 ：3 D3 D9 9 ：1 12rMmGF Mr 19MM月月地地rr解析 本题的变化点侧重理解万有引力大小的决定因

13、素将地球、月球看成是质量集中于中心的质点，由万有引力公式可得当m、F一定时， ，则答案答案 B 5 5、质量为、质量为M M的均匀实心球体半径为的均匀实心球体半径为R,R,球心为球心为O O点点. .在球的在球的右侧挖去一个半径为右侧挖去一个半径为R/2R/2的小球的小球, ,将该小球置于将该小球置于OOOO连线连线上距上距O O为为L L的的P P点，点，OO为挖去小球后空腔部分的中心，则为挖去小球后空腔部分的中心，则大球剩余部分对大球剩余部分对P P点小球的引力点小球的引力F F为多少为多少? ?OOP填补法填补法重力与万有引力的关系重力与万有引力的关系 1 1、地球表面处的物体受到的重力

14、，只是地球对它、地球表面处的物体受到的重力，只是地球对它的万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力是的万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力是使物体随地球一起自转的向心力，但地球表面处的使物体随地球一起自转的向心力，但地球表面处的物体重力与万有引力相差很小。物体重力与万有引力相差很小。 2 2、人造地球卫星的重力等于地球对它的万有引力。、人造地球卫星的重力等于地球对它的万有引力。物体处于完全失重状态。物体处于完全失重状态。2RGMmmg 2RGMg2)(hRGMmmg2)(hRGMg 1. 1. 已知地面的重力加速度为已知地面的重力加速度为g,g,距地面高为地球半径处的重力加距地面高为地球半

15、径处的重力加速度是（速度是（ ） A. g/2 B. g/2 A. g/2 B. g/2 C. g/4 D. gC. g/4 D. g2 2. 2. 已知月球中心到地球中心的距已知月球中心到地球中心的距离大约是地球半径的离大约是地球半径的6060倍，则月球倍，则月球绕地球运行的向心加速度与地球表绕地球运行的向心加速度与地球表面的重力加速度的之比为（面的重力加速度的之比为（ ） A. 1A. 1：60 B. 360060 B. 3600：1 1 C. 1C. 1：3600 D. 603600 D. 60：1 1 3. 3. 某个行星的质量是地球质量的某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，一半，半径也是地球半径的一半，那么此行星表面上的重力加速度那么此行星表面上的重力加速度是 地 球 表 面 上 重 力 加 速 度 的是 地 球 表 面 上 重 力 加 速 度 的（ ）