高中物理万有引力定律课件必修2万有引力定律.ppt.ppt

第三节万有引力定律 教学目标 1 了解万有引力定律得出的思路和过程 2 理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律 3 掌握万有引力定律 能解决简单的万有引力问题 教学重点 万有引力定律 1 3 由两式联立可得 其中g为引力常数 太阳与行星间的引力 常回头看看 太阳对行星的引力 行星对太阳的引力 联想 太阳与行星之间满足上面的规律 其他天体之间呢 也是满足的 因为其他天体的运动规律与之类似 例如月球饶地球的运动 其他行星的卫星和行星 联想 地球和其周围的物体呢 是什么力使得地面的物体不能离开地球 总要落回地面呢 地球与太阳之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢 拉住月球使它围绕地球运动的力 与拉着苹果下落的力 真的是同一种力 遵循相同的规律 已知 r月地 3 8 108m t月 27 3天 g 9 8m s2 求a月 g 证明了牛顿的说法是对的 月 地检验 思考 假定维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是同一种力 那么 月球轨道上一个物体受到的引力 与它在地面附近时受到的引力应该有什么样的关系呢 月球轨道半径为地球半径的60倍 规律总结 太阳m1与行星m2之间的引力 地球m2与月球m3之间的引力 地球m2与物体m4之间的引力 是否任意两个物体之间都有这样的力呢 万有引力定律 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m1m2的乘积成正比 与它们之间距离r的二次方成反比 公式表示 注 g是引力常量 适用于任何两个物体 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 适用条件 万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算 当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时 物体可以看成质点 直接使用万有引力定律计算 当两物体是质量均匀分布的球体时 它们间的引力也可直接用公式计算 但式中的r是指两球心间距离 引力常量的测定 卡文迪许扭秤实验 1 扭秤实验 两次放大及等效的思想 扭秤装置把微小力转变成力矩来反映 一次放大 扭转角度 微小形变 通过光标的移动来反映 二次放大 从而确定物体间的万有引力 2 巧妙之处 g 6 67 10 11n m2 kg2 想知道吗 1 你对两米远的他吸引力多大 设每人质量均为50kg 为什么他不像月亮围绕地球转一样围绕你转呢 析 由万有引力定律可知 两人间的万有引力f gm1m2 r2 6 67 10 11 50 50 22n 4 2 10 8n 2 假设你的质量为50kg 算算地球对你的吸引力多大 地球的质量为6 1024kg 地球半径r 6370km 你受到的重力多大 地球表面的重力加速度g 9 8m s2 思考 万有引力与重力之间的关系 析 由万有引力定律可知 你受到的万有引力f gm1m2 r2 6 67 10 11 6 1024 50 6 37 106 2n 494n g mg 490n 万有引力与重力之间的关系 1 重力随纬度的增大而增大 想一想 重力随着纬度的变化应该有什么规律呢 重力产生原因 它是万有引力的一个分量 2 重力随高度的增大而减小 牛顿以他伟大的工作把天空中的现象与地面上的现象统一起来 成功地解释了天体运行规律 时至今日 数千颗人造卫星正在万有引力定律为它们 设定 的轨道上绕地球运转着 牛顿发现的万有引力定律取得了如此辉煌的成就 以至于阿波罗8号从月球返航的途中 当地面控制中心问及 是谁在驾驶 的时候 指令长这样回答 我想现在是牛顿在驾驶 得出万有引力定律的方法和思路任何两物体之间都存在着相互作用的引力万有引力的普遍性 存在于宇宙中的任何两物体之间万有引力定律的计算只适用于两质点和两匀质球之间的相互作用万有引力定律的发现是17世纪自然科学最伟大的成果之一 今天我们学了一些什么 a 公式中g为引力常量 它是由实验测得的 而不是人为规定的b 当r趋近于零时 万有引力趋近于无穷大c m1与m2受到的引力总是大小相等的 与m1 m2是否相等无关d m1与m2受到的引力总是大小相等 方向相反的 是一对平衡力 小试身手 相信自己一定行 认真思考喔 分析 对于均匀的球体 应是两球心间距 d 3 从地球上发射的两颗人造地球卫星a和b 绕地球做匀速圆周运动的半径之比为ra rb 4 1 求它们的线速度之比和运动周期之比 分析解答 卫星绕地球做匀速圆周运动 万有引力提供向心力 根据牛顿第二定律有 4 地球质量大约是月球质量的81倍 在登月飞船通过月 地之间的某一位置时 月球和地球对它的引力大小相等 该位置到月球中心和地球中心的距离之比为 a 1 27b 1 9c 1 3d 9 1 解析 本题的变化点侧重理解万有引力大小的决定因素 将地球 月球看成是质量集中于中心的质点 由万有引力公式可得