万有引力定律1.ppt

,3万有引力定律,知识回顾,行星和太阳都看成是质点。行星绕太阳做匀速圆周运动,太阳与行星的引力,苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转这些现象引起了牛顿的沉思。,万有引力定律的发现过程,地球对月球的力，地球对地面上物体的力，太阳对行星的力，是不是同一种力呢？,牛顿的思考：,苹果与月亮受到的力可能是同一种力!而且都是类似太阳与行星间的引力，它们都应遵从“与距离的二次方成反比”的关系。,牛顿的猜想：,牛顿的智慧：,牛顿的这一猜想非常大胆，将天上和人间连接在了一起！,一、月地检验,设地球与月球之间、地球与地面上物体之间以及太阳与行星之间的引力是同一种力，由于已知月球轨道半径约为地球半径的60倍。则,那么，如何知道月球的向心加速度呢？,当时已知的一些量：地表重力加速度：g=9.8m/s2地球半径：R=6400103m月亮周期：T=27.3天2.36106s月亮轨道半径：r60R,？,计算验证：,计算结果：,这就验证了实际观测到的月球的向心加速度的确是地面附近重力加速度的1/3600。,即：地球对月球的力，地球对地面上物体的力，太阳对行星的力，是同一种力,且都遵从“与距离的二次方成反比”的关系,这就说明我们的猜测是正确的,牛顿再度思考：既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？,三、牛顿的智慧,三、牛顿的智慧,牛顿的这一大胆的推广，充分体现了牛顿非凡的智慧！,1、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m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。(1687年),2、公式：,引力常量：G=?,r为两质点（球心）间的距离。,二、万有引力定律,3.适用条件：仅适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。（两物体为均匀球体时，r为两球心间的距离）,关于r的几点说明：,1.对于两个质量均匀的球体，r指两个球心之间的距离。2.对于两个相距很远的质点，r指两个质点之间的距离。3.r不可能为零。,(1)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.把地面上物体运动的规律和天体的运动规律统一了起来。(2)万有引力定律的发现,对以后物理学的发展和天文学的发展具有深远的影响,它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律。(3)万有引力定律的发现,解放了人们的思想，对科学文化的发展起到了积极的推动作用。,4、意义：,万有引力与重力关系,1.重力是万有引力的一个分力，物体随地球自转的向心力是万有引力的另一个分力。,3、若不考虑自转，F引mg。,F,F向,G,2、在两极：F向=0，F引=mg。,星球半径,万有引力定律的验证哈雷彗星回归预测,哈雷彗星,1682年8月出现1758年12月25日晚回归,哈雷,三、引力常量,引力常量的测量卡文迪许扭称实验(1789年),卡文迪许,卡文迪许实验室,【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？,放大法,引力常量的测量卡文迪许扭称实验(1789年),1、实验原理：力矩平衡，即引力矩=扭转力矩,2、科学方法：放大法,3、测定引力常量的意义,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6.6710-11N,4、引力常量：G=6.671011Nm2/kg2,两次放大及等效的思想：(1)扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(2)扭转角度(微小形变)通过光标的移动来反映,A、证明了万有引力的存在B、开创了测量弱力的新时代C、使得万有引力定律有了真正的实用价值,(卡文迪许被称为能称出地球质量的人),一粒芝麻重的几千分之一!,为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？,粗略计算:两个质量为50kg，相距0.5m的物体之间的引力？,课堂小结,万有引力定律,1、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m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。,2、公式：,3、条件:质点或均质球体,4、理解:普遍性、相互性、宏观性、特殊性,牛顿的赠言：我