2015年3.1万有引力定律2.ppt

第三章万有引力定律及其应用第一节万有引力定律,人类对天体的认识经历了漫长的时间。,火星车,飞向太空,地心说,主要观点：地球是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动。,代表人物：托勒密,主要观点：太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳运动；行星的运动是简单和谐的。,代表人物：哥白尼,日心说,“日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略也因为替“日心说”辩护，在晚年受到教会的迫害，被迫写下“悔过书”和实施终身监禁；直到1992年10月31日，伽利略蒙冤360年后终于获得梵蒂冈教皇的平反。,日心说,1、“地心说”为什么能占领较长的统治时间？2、俗话说“眼见为实”这种说法是否绝对正确？试举例3、“日心说”为什么能战胜“地心说”？4、日心说的观点是否完全正确？,第谷:丹麦天文学家，二十年如一日地对行星的运动进行观察，积累了大量的、精确程度令人吃惊的第一手观察资料，为开普勒三定律的发现奠定了基础。,开普勒,1、所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。,开普勒,2、行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的面积。,行星距离太阳越近，运行速度越快。,第三定律：(周期定律),注：1）K与行星无关，只与“中心天体”-太阳质量有关。2）T是公转周期，不是自转周期。,所有行星的椭圆轨道的半长轴的立方跟公转周期的平方的比值都相等。,课堂笔记,开普勒,下列说法正确的是（）A、太阳是静止不动的，地球和其他星星绕其运动B、行星轨道半长轴越长，自转周期越长C、行星在离太阳近的位置速度大，远时速度小D、冥王星离太阳最远，公转周期最长,CD,如果把行星运动的轨道简化为一个圆，1、太阳就在圆心上，2、行星做匀速圆周运动。3、行星绕太阳公转周期的平方和轨道半径的立方成正比。,行星运行定律的简化模型,行星运动的原因,听听科学家对行星运动原因的各种猜想,开普勒：行星的运动是由于太阳磁力吸引的缘故，磁力与距离成反比。,伽利略：行星的运动与地面的运动遵从不同的规律，行星运动是“惯性”自行维持的。,笛卡儿：宇宙由不停旋转着的微粒所组成，微粒的运动形成漩涡。太阳和行星在各自的漩涡中心。行星漩涡带动卫星运动，太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。,胡克、哈雷、雷恩等：行星的运动是太阳的引力的缘故，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的平方成反比；认为重力是地球引力产生的。,万有引力定律,（1）苹果熟了，为什么会落到地面上而不是天上？（2）苹果树无论长得高还是矮，树上的苹果都会落到地上，由此可知，就算长到月球那么高照样会落地，那月球为什么没有落地？,（3）苹果也可能不落地吗？,当苹果抛出的速度足够大时，苹果就不会落向地面，而围绕地球运动。这时，苹果的运动岂不是和月球的运动一样吗？,万有引力定律,牛顿的猜想：苹果所受的重力和月球所受的引力可能是同一性质的力。,宇宙间的一切物体间都是互相吸引的，两个物体间引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们之间的距离的二次方成反比。,【说明】1、m1和m2表示两个物体的质量；r表示它们的距离。2、对于均匀的球体，r指两个球心之间的距离。3、G为引力常数。G=6.671011Nm2/kg2,万有引力定律,1.万有引力定律指出,任何物体间都存在着引力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算一下你和同桌同学之间的引力有多大？,那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？,已知：太阳的质量为M=2.01030kg，地球质量为m=6.01024kg，日地之间的距离为R=1.51011m,能拉断直径为9000km的钢柱!,太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N我们感受不到太阳的引力！,讨论与交流,物体间的引力大小对比,万有引力定律,1、质量分别为m1、m2的两个均匀球体，半径均为R,两球相距L，如图所示，求两球之间的引力大小。,万有引力表达式中的r指的是两物体质心间的距离，当物体间的距离远大于物体的大小时，才可以将两个球体看成质点，不考虑其大小。,答：F=Gm1m2/（R+L+R）2,2关于万有引力定律，错误的是A、万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的B、两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力C、F=G中的G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的D、万有引力定律适用于任何两个物体之间E、质量越大的物体受到的万有引力越大,黄颜色平面是地面上物体围绕地球转动的轨道平面。O才是轨迹的圆心。所以万有引力必须提供的一个分力作为物体做圆周运动的向心力。重力则是万有引力的另一个分力。由公示可知，纬度越低向心力越大，重力越小。,纬度越高，重力加速度g越大,探究一求重力加速度,解：若不考虑地球自转的影响，地面上质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即：,例：设地球的质量为M，地球的半径为R，万有引力常量为G，（忽略地球自转）求：1、地球表面处的重力加速度g2、离地面高h处的重力加速度g,同一地方，离地面高度越高，g越小,地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R,万有引力常量为G，不考虑地球自转，求地球的质量M。,探究二利用地球表面的重力加速度求地球的质量,解：,黄金代换式,1.轨道定律,2.面积定