高中物理 6.2 太阳与行星间的引力万有引力定律课件 新人教版必修2.ppt

第二节太阳与行星间的引力 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 但没法证明在椭圆轨道规律也成立 如果行星的轨道是椭圆形的 其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比吗 牛顿 1643 1727 英国著名的物理学家 牛顿在前人研究的基础上 凭借他超凡的数学能力证明了 如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比 则行星的轨迹是椭圆 并且阐述了普遍意义下的万有引力定律 把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动 近似化 一 太阳对行星的引力 1 设行星的质量为m 速度为v 行星到太阳的距离为r 则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供 追寻牛顿的足迹 2 天文观测难以直接得到行星的速度v 但可以得到行星的公转周期t 代入 追寻牛顿的足迹 有 3 根据开普勒第三定律 即 所以 代入 追寻牛顿的足迹 4 太阳对行星的引力 即 追寻牛顿的足迹 太阳对不同行星的引力 与行星的质量成正比 与行星和太阳间的距离的二次方成反比 二 行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律 行星对太阳的引力f 应满足 追寻牛顿的足迹 三 太阳与行星间的引力 概括起来有 g比例系数 与太阳 行星的质量无关 则太阳与行星间的引力大小为 方向 沿着太阳和行星的连线 追寻牛顿的足迹 小结 1 太阳对行星的引力 太阳对不同行星的引力 与行星的质量m成正比 与太阳到行星间的距离r的二次方成反比 2 行星对太阳的引力 与太阳的质量m成正比 与行星到太阳的距离r的二次方成反比 3 太阳与行星间的引力 与太阳的质量m 行星的质量m成正比 与两者距离的二次方成反比 1 g是比例系数 与行星 太阳均无关 2 引力的方向沿太阳和行星的连线 行星绕太阳运动遵守这个规律 那么在其他地方是否适用这个规律呢 6 3万有引力定律 一 月 地 检验 请学生自学教材p 36 根据牛顿第二定律 物体在月球轨道上运动时的加速度也就是 一 月 地 检验 已知月球绕地球的公转周期为27 3天 地球半径为6 37 106m 轨道半径为地球半径的60倍 月球绕地球的向心加速度 2 71 10 3m s2 根据推理算出月球的向心加速度是多少 推广 不仅天体之间有相互吸引的力 自然界中任何两个物体都是相互吸引的 所以称这种引力为万有引力 二 万有引力定律 单位 质量 kg 距离 m g 是引力常数 其值为6 67 10 11n m2 kg2 1 内容 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 3 物体间的距离r a 如两形状不规则的物体 如果物体的大小相对于r大小不能忽略时 它们的万有引力大小就不能用f引 gm1m2 r2求解 如果物体的大小相对于r大小可以忽略时 它们的万有引力大小就可以用f引 gm1m2 r2求解 公式的适用条件 只适用于质点间的引力计算 b 如两质量分布均匀的球体 无论球体的大小相对于r大小不能忽略也好 可以忽略也罢 它们的万有引力大小都可以用f引 gm1m2 r2求解 为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢 计算 质量均为60千克的两位同学 相距1米 他们之间的相互作用的万有引力多大 2 4 10 7n已知 太阳的质量为m 2 0 1030kg 地球质量为m 5 8 1025kg 日地之间的距离r 1 5 1011m求日地之间的万有引力多大 3 5 1022n4 重要意义 a 是17世纪自然科学最伟大的成果之一 它把地面上的运动和天体运动的规律统一起来 第一次揭示了自然界中一种基本的相互作用力 b 使人们树立了认识自然规律的信心 万有引力定律 1 内容 自然界中任何两个物体都相互吸引 引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比 与它们之间距离r的二次方成反比 2 公式 3 条件 质点或均质球体 4 理解 普遍性 相互性 宏观性 三 引力常量的测定 2 卡文迪许解决问题的思路 将不易观察的微小变化量 转化为容易观察的显著变化量 再根据显著变化量与微小量的关系算出微小的变化量 1 卡文迪许的扭秤实验 3 引力常量测定的重要意义它不仅用实验证明了万有引力的存在 更使得万有引力定律有了真正的实用价值 4 重力与万有引力的关系 可见 重力只是物体所受万有引力的一个分力 只