6.23万有引力定律.ppt

万有引力定律 开普勒第一定律 几何定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆 太阳处在所有椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律 面积定律 对于每一个行星而言 太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积 开普勒第三定律 周期定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 R 开普勒定律回顾 一 关于行星运动的各种动力学解释 17世纪前 伽利略 开普勒 胡克 哈雷等 笛卡儿 法 行星理所应当的做这种完美的圆周运动 一切物体都有合并的趋势 这种趋势导致物体做圆周运动 受到了来自太阳的类似与磁力的作用 在行星的周围有旋转的物质 以太 作用在行星上 使得行星绕太阳运动 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 我们再来认识一位伟大的科学家 牛顿 1643 1727 是英国著名的物理学家 数学家和天文学家 是十七世纪最伟大的科学巨匠 牛顿一生对科学事业所做的贡献 遍及物理学 数学和天文学等领域 牛顿在物理学上最主要的成就 是创立了经典力学的基本体系 对于光学 牛顿致力于光的颜色和光的本性的研究 也作出了重大贡献 牛顿在数学方面 总结和发展了前人的工作 提出了 流数法 建立了二项式定理 创立了微积分 在天文学方面 牛顿发现了万有引力定律 创制了反射望远镜 并且用它初步观察到了行星运动的规律 牛顿 1 推导 如果认为行星绕太阳作匀速圆周运动 那么谁来提供向心力 太阳对行星的引力 F 为行星所受的向心力 若r是太阳和行星之间的距离 v是行星运动的线速度 m是行星的质量 那么 二 万有引力定律的推导及其基本内容 得出结论 行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比 跟行星到太阳距离的二次方成反比 其中G是一个引力常量 1 单位 Nm2 kg2 2 标准值 G 6 67259x10 11Nm2 kg2 常用值 G 6 67x10 11Nm2 kg2 3 注意 与重力的符号区别开来 对于距离的确定大致可以分为两种情况 a 若可以看做质点 则为两质点间距 b 对于不能视为质点 而质量分布均匀的球体 应是两球心间距 2 引力的推广 牛顿还研究了月球绕地球的运转 发现这个引力也符合此规律 同时许多不同的物体之间都有引力 都遵循这一规律 从而牛顿将这一规律推广到自然界中任意两个物体 得出了著名的万有引力定律 三 万有引力定律的内容 自然界中任何两个物体都是互相吸引的 引力的大小跟这两个物体的质量成正比 跟它们的距离的二次方成反比 思考题 自然界任何两个物体都是吸引的 为什么我们平时没有感觉到人与人间的万有引力 练习 估算两个均为50kg的人 在相距1米时的万有引力的大小 17世纪自然科学最伟大的成果之一 第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用的规律 在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑 在文化发展史上的重大意义 使人们建立了有能力理解天地间的各种事物的信心 解放了人们的思想 在科学文化的发展史上起了积极的推动作用 万有引力定律的意义 1 要使两物体间的万有引力减小到原来的1 4 下列办法可采用的是 A 使两物体的质量各减小一半 距离不变B 使其中一个物体的质量减小到原来的1 4 距离不变C 使两物体间的距离增为原来的2倍 质量不变D 使两物体间的距离和质量都减为原来的1 4 练习1 ABC 火星的半径是地球半径