万有引力定律公开课

第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天6.3 万有引力定律万有引力定律思考:1.1.月球为什么会绕地球做匀速圆周运动？月球月球为什么会绕地球做匀速圆周运动？月球受到一个什么样的力？这个力的方向如何？受到一个什么样的力？这个力的方向如何？2.2.地球上的一个苹果为什么会自由下落？它又地球上的一个苹果为什么会自由下落？它又受到一个什么样的力？这个力的方向如何？受到一个什么样的力？这个力的方向如何？3.3.以上的这个以上的这个“天上的力天上的力”和和“地上的力地上的力”有有什么相同之处？什么相同之处？它们会不会是同一种性质的力呢？2rMmF 月球轨道半径约为地球半径的60倍,月球轨道上物体受到的引力是地球上的1/602。根据牛顿第二定律,物体在月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)应该是它在地球表面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的1/602。计算对比两个加速度就可以分析验证两个力是否为同一性质的力。一、月地检验2112）（Tra228)864003 .27(14. 341085. 3月球绕地球的公转周期是月球绕地球的公转周期是27.327.3天，月球绕地球的天，月球绕地球的轨道半径是轨道半径是3.853.8510108 8m m，月球绕地球做匀速圆周月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度可以算得：运动的向心加速度可以算得：3107.2m/s2。31108 . 97 . 2ga36001=36001212/1rRga计算结果与理论预期一致 地球对苹果的引力，地球对月球的引力，地球对苹果的引力，地球对月球的引力，它们是同一种力，它们与太阳对地球的引力是它们是同一种力，它们与太阳对地球的引力是同一种力。同一种力。 这种吸引力这种吸引力“与两个物体的质量成正比，与两个物体的质量成正比，与它们之间距离的二次方成反比与它们之间距离的二次方成反比”物体具有质量，宇宙中一切物体间都有这种物体具有质量，宇宙中一切物体间都有这种引力？引力？ 二、万有引力定律自然界中任何两个有质量的物体都存在相互吸引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，跟它们间距离的平方成反比。221rmmGF G为万有引力常量,G=6.6710-11Nm2/kg2 万有引力定律的理解普遍性 万有引力定律是普遍存在于宇宙中任何有质量的物体相互性 两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力宏观性 通常情况下万有引力非常小,只有在质量巨大的天体间或天体与物体间,它的存在才有宏观的物理意义适用性 只适用于两个质点间的引力，公式中的r是两个质点间的距离,对于均匀球体,就是两球心间的距离。122112750506.67100.56.6710m mFGrNN 实践探究实践探究 实践探究实践探究 221rmmGF 万有引力定律的意义揭示了地面上物体运动的规律和天体上物体的运动遵从同一规律，让人们认识到天体上物体的运动规律也是可以认识的，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，对后来的物理学、天文学的发展具有深远的影响。221rmmGF 对称和谐美对称和谐美简洁含蓄美简洁含蓄美多样的统一美多样的统一美三、万有引力恒量的测定 1789年，即在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，英国物理学家卡文迪许（17311810），巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量.确定引力恒量的值。 2. G的含义:它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力3. 意义：（1）验证了万有引力定律是正确的；（2）使得万有引力定律有了真正的 实际意义。1. 大小:G=6.6710-11Nm2/kg2 1 1、要使两物体间万有引力减小到原来的、要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,1/4,可采用可采用的方法是的方法是( )( ) A. A.使两物体的质量各减少一半使两物体的质量各减少一半, ,距离保持不变距离保持不变 B. B.使两物体间距离增至原来的使两物体间距离增至原来的2 2倍倍, ,质量不变质量不变 C. C.使其中一个物体质量减为原来的使其中一个物体质量减为原来的1/4,1/4,距离不变距离不变 D. D.使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/41/4课堂练习课堂练习 2 2、关于万有引力常量、关于万有引力常量G,G,以下说法正确的是（以下说法正确的是（ ） A. A.在国际单位制中，在国际单位制中，G G的单位是的单位是N.mN.m2 2/kg/kg B. B.在国际单位制中在国际单位制中,G,G的数值等于两个质量各的数值等于两个质量各1kg1kg的的物体，相距物体，相距1m1m时的相互吸引力时的相互吸引力 C. C.在不同星球上，在不同星球上，G G的数值不一样的数值不一样 D. D.在不同的单位制中在不同的单位制中,G,G的数值不一样的数值不一样1.(1.(多选多选) )关于甲、乙两物体之间的万有引力关于甲、乙两物体之间的万有引力, ,下列说法正确的下列说法正确的是是( () )A.A.甲、乙两个物体间的引力总是大小相等、方向相反甲、乙两个物体间的引力总是大小相等、方向相反, ,是一对是一对平衡力平衡力B.B.当甲、乙两物体的距离当甲、乙两物体的距离r r趋于零时趋于零时, ,可知万有引力趋于无穷大可知万有引力趋于无穷大C.C.甲、乙两个物体间的引力总是大小相等的甲、乙两个物体间的引力总是大小相等的, ,而与甲、乙两个而与甲、乙两个物体质量是否相等无关物体质量是否相等无关D.D.自然界中任何两个物体之间均存在万有引力自然界中任何两个物体之间均存在万有引力, ,日常生活中难日常生活中难以觉察是引力较小的缘故以觉察是引力较小的缘故1 1、月月- -地检验的地检验的理论推导理论推导过程。过程。2 2、万有引力定律的内容及表达式万有引力定律的内容及表达式；万有引力定律的适用范围万有引力定律的适用范围和有关万有和有关万有引力计算引力计算3 3、万有引力常量的意义及测定方法万有引力常量的意义及测定方法本课小结本课小结【布置作业】【布置作业】 课后完成课后完成P41“P41“问题与练习问题与练习”中的问题。中的问题。 优化设计相应内容。艾萨克牛顿（16431727）英国著名的物理学家、数学家和天文学家，百科全书式的“全才”。在自然科学领域：创立了经典力学体系，发现了牛顿运动定律和万有引力定律。他用三棱镜分析日光，奠定了光谱分析的基础。在数学领域：建立了二项式定律，创立了微积分的理论。在天文领域：创制了反射望远镜，考察了行星运动的规律，解释了潮汐现象。他的自然哲学的数学原理是科学的巨著，提出了作为经典力学基础的三个运动定律，实现了人类对自然认识的巨大飞跃，为世界科学做出来卓越贡献。亨利卡文迪许（17311810）英国物理学家、化学家。卡文迪许在他实验室中做了大量的电学、化学研究工作。他的实验研究持续达50年之久。1760年卡文迪许被选为伦敦皇家学会成员。以他的名字命名的剑桥大学卡文迪许实验室至今仍进行着科学实验研究。