万有引力定律ppt课件

6.3万有引力定律,1,教学目标知识与技能1.了解万有引力定律发现的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性2.知道万有引力定律是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题过程与方法情感、态度与价值观1.知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义2.了解万有引力定律发现的意义，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性教学重点知道万有引力定律是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围教学难点1.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题,2,在行星的周围有旋转的物质作用在行星上，使得行星绕太阳运动,胡克、哈雷等：,受到了太阳对它的引力。证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比,伽利略：（15641642）,一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致天体做圆周运动,开普勒：（15711630）,一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用才做圆周运动,笛卡尔：（15961650）,关于行星运动的各种动力学解释,开普勒时代,3,牛顿经过认真的思考，猜想地面上物体的自由下落与天空中月亮围绕地球转的道理是相同的，都是由于地球对它们有引力作用。,4,那么，为什么同样是受重力作用，表现出的现象却是一个是苹果落地，一个是月亮围绕地球转动呢？月亮为什么不会象苹果那样落向地面呢？为了说明在重力作用下，为什么月亮不会落向地面而围绕地球做圆周运动，牛顿给我们做了一个理想实验来说明这一问题。,5,牛顿的人造地球卫星草图,物体围绕地球做圆周运动和苹果落地一样也是物体受到重力的一种外在表现形式,6,月地检验：,假设：重力和月球所受的向心力是同一性质的力,7,自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比,一、万有引力定律,二、表达式,1.m1、m2是两个物体的质量,2.r是两个物体间的距离：,公式说明：,均匀球体指球心间距离,对于相距很远可看做质点的物体，指质点间的距离,在均匀球体中心所受万有引力为零,8,3.G为常量，叫引力常量,三、适用的条件,万有引力定律适用于计算质点间的引力,G=6.6710-11Nm2/kg2,在数值上等于两个质量为1kg的物体相距1m时的相互作用力,四、万有引力定律发现的意义,1、第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律2、使人们建立了信心：人们有能力理解天地间各种事物,9,五、重力与万有引力的关系,1、放在地球表面上的物体,F,F向,G,2、环绕地球的卫星,重力就是万有引力，同时提供向心力,重力只是万有引力的一个分力，只有在计算要求不高或近似计算时才可以认为重力等于万有引力,F引mgF向,F引=mg=F向,10,例1、求赤道上质量为1kg的物体的重力，向心力和它与地球的万有引力。（赤道上的重力加速度g=9.78m/s2，地球半径R=6400km）,答案：9.78N0.034N9.814N,11,六、引力常量的测量,1、1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功。,2、其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功。,3、直到1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量。,12,扭秤实验的物理思想和科学方法：扭秤装置把微小力转变成力矩来反映，扭转角度又通过光标的移动来反映。从而确定物体间的万有引力。,卡文迪许扭称的测量方法,13,七、测定引力常量的重要意义,1、证明了万有引力的存在。2、“开创了测量弱力的新时代”（英国物理学家玻印廷语）。3、使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等如根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量。,14,八、万有引力定律的进一步理解,1、普遍性：万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体（大到天体小到微观粒子）间的相互吸引力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一。2、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，符合牛顿第三定律。3、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在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计。,15,例2、地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地面球表面的高度为：（）A（1）RBRCRD2R,A,16,例3、假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p，火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力的加速度g地之比等于A.p/q2B.pq2C.p/qD.pq,A,17,例4、月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/3.8，在距月球表面14m