沪科版必修二 5.2　万有引力定律是怎样发现的 课件（27张).ppt

5 2万有引力定律是怎样发现的 学习目标 1 了解人类对天体运动认识的发展史 理解开普勒三大定律 2 了解万有引力定律得出的思路和过程 3 理解万有引力及万有引力定律的含义并会推导 重点难点 重点 1 行星运动的三大定律的内容及理解 2 万有引力定律的理解及应用 难点 万有引力定律的推导及条件的理解 课前自主学案 一 托勒密集古代天文学研究之大成公元150年 托勒密构筑了宇宙 的九重天模型 他的这个模型能够预报相当长时间内的 和 的发生等 二 哥白尼迎来了科学的春天1 波兰天文学家哥白尼认为 是宇宙的中心 地球和其他行星都绕 做匀速圆周运动的学说 又称 日心地动说 或 日心体系 地心体系 行星位置 日食 月食 太阳 太阳 2 哥白尼运用他的模型 不仅算出了每颗行星绕太阳运行的 而且第一次算出了每颗行星到太阳的 三 开普勒提出行星运动三定律1 第一定律 轨道定律 所有行星围绕太阳运动的轨道都是 太阳处于所有椭圆的一个 上 2 第二定律 面积定律 对于每一颗行星而言 太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的 周期 距离 椭圆 公共焦点 面积 3 第三定律 周期定律 所有行星轨道 与 的比值都相等 用公式表示为 式中k是与行星无关的常量 开普勒三定律同样适用于卫星绕行星的运动 只是比值k的大小有所不同 半长轴的立方 公转周期的平方 四 发现万有引力的过程1 关于行星运动原因的猜想 1 英国的吉尔伯特猜想行星是靠太阳发出的 维持绕日运动的 2 法国数学家笛卡儿提出的 假设 3 法国天文学家布利奥首先提出 假设 磁力 漩涡 平方反比 2 站在巨人肩上的牛顿 1 三大困难 困难之一 无数学工具解决曲线运动问题 困难之二 缺乏理论工具计算天体各部分对行星产生力的总效果 困难之三 众多天体的引力和相互干扰问题无法解决 2 牛顿利用 知识 运用 的概念 把庞大天体的质量集中于 提出了万有引力定律 微积分 质点 球心 吸引 质量的乘积 距离的二次方 五 万有引力定律1 内容 自然界中任何两个物体都是相互 的 引力的大小跟这两个物体的 成正比 跟它们的 成反比 2 公式 式中质量的单位用kg 距离的单位用m 力的单位用n g为引力常量 通常取g 6 67 10 11n m2 kg2 3 卡文迪许实验英国物理学家卡文迪许利用 测出了引力常量 由于卡文迪许测出引力常量g 才使得 有了真正的实用价值 知道g的值后 利用 便可计算天体的质量 扭秤 万有引力定律 万有引力定律 思考感悟苹果落向地球而不是地球向上碰到苹果 是苹果对地球的引力小于地球对苹果的引力吗 提示 苹果与地球间的引力是大小相等的 由于地球质量大 不可能产生明显的加速度 1 关于天体的运动轨道和相对位置 下列说法中正确的是 a 所有天体绕另一天体运动的轨迹均为椭圆b 人造地球卫星的轨迹也应该是椭圆 而不同的人造地球卫星椭圆轨道的焦点都是同一个c 太阳的位置总在太阳系中各大行星绕太阳运动轨道的焦点上 因此 太阳是绝对静止的恒星d 任何中心天体与绕其运动的天体之间 相对位置是保持不变的 六 对万有引力定律的理解1 万有引力特点的理解 1 万有引力存在于宇宙间任何有质量的两个物体之间 是自然界中一种基本相互作用的规律 2 两个物体间的万有引力是一对作用力与反作用力 2 对万有引力定律的理解 图5 1 1 2011年河南开封高一期末 如图5 1 3所示 在距一质量为m 半径为r 密度均匀的球体r处有一质量为m的质点 此时 m对m的万有引力为f1 当从m中挖去一半径为r 2的球体时 剩下部分对m的万有引力为f2 则f1和f