2.万有引力定律.pptx

复习回顾 行星为什么能绕太阳做圆周运动 太阳对行星的引力使得行星保持在绕太阳运行的轨道上 G为比例系数 与太阳 行星无关 方向 沿着太阳与行星间的连线 复习回顾 太阳与行星间的引力F 大小 与太阳和行星的质量成正比 与距离的平方成反比 牛顿苹果树 牛顿故居伍尔斯索普庄园 天津大学老校区 剑桥大学三一学院 冯骥才先生提笔 6 3万有引力定律 牛顿的猜想 地球对地面上苹果的引力 地球对月球的引力以及太阳对行星的引力是同一种性质的力 并且都遵从与距离的平方成反比的规律 当然这仅仅是猜想 还需要事实来检验 一 万有引力的检验 月 地检验 目的 验证1 地球对地面上苹果的引力2 地球对月球的引力 遵循 思路 1 假设猜想成立 理论推导 得出结论 2 实际测量 得出结论 若二者结果一致则假设成立反之不成立 假设维持月球绕地球运动的力以及地面物体所受的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律 即 平方反比 关系 已知月球轨道半径是地球半径的60倍 1 将物体m放在月球轨道上所受引力为 1 理论推导 2 将物体m放在地球表面所受引力为 3 两者比值 在牛顿的时代 已能比较精确测定 月球与地球的距离3 8 108m月球公转周期T 27 3天地球的自由落体加速度g 9 8m s2 2 实际测量 求月球公转的向心加速度 验证结论地球对地面上物体的引力地球对月球的引力太阳对行星的引力 是同一种性质力 都遵循 大胆设想 宇宙中的一切物体间都有引力 1 内容 自然界中任何两个物体都相互吸引 引力的方向在它们的连线上 引力的大小F与物体的质量m1和m2的乘积成正比 与它们的距离r的二次方成反比 2 公式 m1 m2 两物体的质量r 两物体间的距离G 比例系数 叫引力常量 适用于任何物体 二 万有引力定律 3 公式的适用条件 r为两质点间的距离 2 质量分布均匀的两个球体 可视为质量集中于球心 或均匀质量球体和球外一质点 r为物体到地心的距离 r为两球心间的距离 1 两个质点间引力大小的计算 三 万有引力定律的检验 引力常量G的测量实验 1798年 英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置 第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小F做了精确测量和计算 比较准确地测出了引力常量G的数值 引力常量通常取 卡文迪许 第一个测出地球质量的人 测定引力常量扭秤 swf 1 卡文迪许在测G值时的精妙之处 将不易观察的微小形变转化为容易观察的显著变化量 利用了放大思想 2 引力常量的测定有什么实际意义 表明万有引力定律适用于地面的任何两个物体 用实验方法进一步证明了万有引力定律的普便适用性 使得关于万有引力定律的定量计算成为可能 开创了微小量测量的先河 使科学放大思想得到推广 1 月 地检验的结果说明 A 地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质力B 地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种类型的力C 地面物体所受地球的引力只与物体质量有关 即G mgD 月球所受地球的引力与月球质量有关 与地球质量无关 A 2 关于万有引力定律的适用范围 下列说法中正确的是 A 只适用于天体 不适用于地面物体B 只适用于球形物体 不适用于其他形状的物体C 只适用于质点 不适用于实际物体D 适用于自然界中任意两个物体之间 D 3 如图6 2 1所示 r虽大于两球的半径 但两球的半径不能忽略 而球的质量分布均匀 大小分别为m1与m2 则两球间万有引力的大小为 A B C D D 4 要使两物体间的万有引力减小到原来的1 4 下列办法不可采用的是 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