太阳与行星间的引力PPT课件

第2节 太阳与行星间的引力 开普勒三定律 知识回顾 开普勒第一定律 轨道定律 所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动 太阳是在这些椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律 面积定律 对每个行星来说 太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积 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 开普勒三定律 知识回顾 开普勒第一定律 轨道定律 所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动 太阳是在这些椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律 面积定律 对每个行星来说 太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积 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 行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动 伽利略 行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用 与距离成反比 行星的运动是太阳吸引的缘故 并且力的大小与到太阳距离的平方成反比 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 开普勒 笛卡尔 胡克 一切物体都有合并的趋势 科学足迹 科学足迹 牛顿 1643 1727 英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研究的基础上 并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念 深入研究 最终发现了万有引力定律 牛顿在1676年给友人的信中写道 如果说我看的比别人更远 那是因为我站在巨人的肩膀上 建立模型 建立模型 F 科学探究 行星运行速度v容易观测吗 怎么办 科学探究 关系式中m是受力天体还是施力天体的质量 探究1 太阳对行星的引力F 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比 与行星 太阳距离的二次方成反比 M r 科学探究 探究2 行星对太阳的引力F 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比 与行星 太阳距离的二次方成反比 m M r 科学探究 探究3 太阳与行星间的引力F G为比例系数 与太阳 行星无关 小结 古人观点 牛顿思考 理论演算 总结规律 建模 理想化 类比 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 G为多少 怎样测量 引力常量的测量 扭秤实验1 实验原理 放大法 卡文迪许 卡文迪许实验室 2 实验结果 G 6 67 10 11Nm2 kg2 3 G值的物理含义 两个质量为1kg的物体相距1m时 它们之间万有引力为6 67 10 11N 4 卡文迪许扭称实验的意义 1 证明了万有引力的存在 使万有引力定律进入了真正实用的时代 2 开创了微小量测量的先河 使科学放大思想得到了推广 思考 我们人与人之间也一样存在万有引力 可是为什么我们感受不到呢 例题1 估算两个质量都为50kg的同学相距0 5m时之间的万有引力约有多大 6 67 10 7N 是一粒芝麻重的几千分之一 这么小的力人根本无法察觉到 思考 是否是无穷大呢 思考 两只相互握紧的手之间是否存在万有引力呢 适用条件 万有引力定律公式只适用于质点间引力大小的计算 实际情况 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 例 如图所示 r虽然大于两球的半径 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 D 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 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 例 两大小相同的实心小铁球紧靠在一起时 它们之间的万有引力为F 若两个半径为实心小铁球3倍的实心大铁球紧靠在一起 则它们之间的万有引力为 A 3FB 9FC 27FD 81F 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 关于行星对太阳的引力的说法中正确的是 A 行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力B 行星对太阳的引力与太阳的质量成正比 与行星的质量无关C 太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D 行星对太阳的引力