6.3万有引力定律-PPT学习教案

1、会计学1 6.3万有引力定律万有引力定律- 第1页/共26页 设 想 1、既然是太阳与行星之间的 引力使得行星不能飞离太阳， 那太阳与地球之间的吸引力与 地球吸引物体（苹果）的力是 否是同一种力呢? 苹苹 果果 落落 地地 第2页/共26页 2、即使在最高的建筑物上和最高的山顶上， 都不会发现重力有明显的减弱，那么，这个力 会不会延伸作用到月球上?拉住月球围绕地球运 动？ 地球对月球的作用力，与地球拉着苹果下落的 力，是否是同一种力且遵循相同的规律? 再设 想 第3页/共26页 猜想：猜想： 假设地球对月亮、苹果的力是同一种性质 的力，这可能是地球对其表面上的物体的 重力延伸到月亮，且它们都是

2、类似太阳与 行星间的引力，都应遵从“与距离平方成 反比”的规律。 一、牛顿的猜想一、牛顿的猜想 怎样根据事实来验证这一猜想呢？ 第4页/共26页 理论分析：假设它们是同一种性质的力，理论分析：假设它们是同一种性质的力， 且遵从且遵从“平方反比平方反比”规律。规律。 思考思考： 2 n Mm Gma r 即： 2 Mm Gmg R 第5页/共26页 232 2 19.8 /2.72 10/ 603600 agm sm s 月 r 60R 2 1 60 g = 9.8m/s2 R = 6.4106m T = 27.3天2.36106s r =3.8108m 60R 第6页/共26页 g = 9.8

3、m/s2 R = 6.4106m T = 27.3天2.36106s r =3.8108m 60R ？ g 3600 1 22 82 22 443.14 3.8 10/ (27.3243600) r am s T 3 2.69 10 2 s m 两者十分接近，为牛顿的假想提供了有力的事实根据。两者十分接近，为牛顿的假想提供了有力的事实根据。 月月地检验表明：地检验表明：地面物体所受地球的引力，与月球所地面物体所受地球的引力，与月球所 受地球的引力，是同一种性质的力。受地球的引力，是同一种性质的力。 第7页/共26页 牛顿再度思考：既然太阳与行星之间、地牛顿再度思考：既然太阳与行星之间、地 球与

4、月球之间、地球与物体之间都有引力，球与月球之间、地球与物体之间都有引力， 那么任何两个有质量的物体之间是否也都那么任何两个有质量的物体之间是否也都 有这样的引力呢？有这样的引力呢？ 牛顿又大胆猜想，牛顿又大胆猜想， 任何两个物体之间都任何两个物体之间都 存在这样的引力。存在这样的引力。 第8页/共26页 牛顿在研究了许多物体间遵循规律的引牛顿在研究了许多物体间遵循规律的引 力之后，进一步把这个规律推广到自然界力之后，进一步把这个规律推广到自然界 中任何两个物体之间，于中任何两个物体之间，于1687年年正式发正式发 表了万有引力定律：表了万有引力定律： 第9页/共26页 三、万有引力定律三、万有

5、引力定律 1.内容内容： 自然界中自然界中任何任何两个物体都两个物体都相互相互吸引吸引， 引力的大小跟这两个物体的引力的大小跟这两个物体的质量质量的的乘积乘积成正成正 比，跟它们的距离的比，跟它们的距离的平方平方成反比。成反比。 2 21 r mm GF 其中其中G G-引力常量，引力常量，r r-两物体的中心距离。两物体的中心距离。 2.表达式：表达式： 3.方向：方向：在两个物体的连线上。在两个物体的连线上。 第10页/共26页 两个两个质点间质点间相互作用相互作用 两个质地均匀的球体间相互作用两个质地均匀的球体间相互作用 两个物体间距离两个物体间距离物体本身线度物体本身线度 其间相互作用

6、其间相互作用 4.4.万有引力定律适用的条件：万有引力定律适用的条件： 第11页/共26页 5.5.引力常量的测量：扭秤实验引力常量的测量：扭秤实验 （1）实验原理：实验原理： 科学方法科学方法放大法放大法 卡文迪许卡文迪许卡文迪许实验室卡文迪许实验室 第12页/共26页 5.5.引力常量的测量引力常量的测量 卡文迪许卡文迪许 数值：数值： G=6.6710-11 Nm2/kg2 G G值的物理含义：两个质量为值的物理含义：两个质量为1kg1kg的物体相距的物体相距1m1m时，时， 它们之间万有引力为它们之间万有引力为6.6710-11 N 注意：虽与重力的符号相同，但意义不同。是自然界中少数

7、几个最重要的物理常量之一。 （2）卡文迪许实验卡文迪许实验 第13页/共26页 6.6. 理解：万有引力定律理解：万有引力定律 (1)(1)普遍性普遍性：它存在于宇宙中任何有质量的物体之间，不 管它们之间是否还有其他作用力。 (2)(2)普适性普适性：G是一个仅和m、r、F单位选择有关，而与 物体性质无关的恒量。 (3)(3)相互性相互性：两物体间的相互引力，是一对作用力和反作 用力，符合牛顿第三定律。 (4)(4)宏观性宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量 巨大的天体间或天体与物体间，它的作用才有宏观的意义。 (5)(5)特殊性特殊性：万有引力的大小只与它们的质量有关，与它 们间的

8、距离有关。与其他的因素均无关。 第14页/共26页 7.7.万有引力定律的意义：万有引力定律的意义： 17世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次 揭示揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律。它了自然界中的一种基本相互作用的规律。它 清楚地向人们揭示复杂的运动后面隐藏着简洁的清楚地向人们揭示复杂的运动后面隐藏着简洁的 科学规律；明确向人们宣告，天上和地上和物体科学规律；明确向人们宣告，天上和地上和物体 都遵循着完全相同的科学法则都遵循着完全相同的科学法则。 文化发展史上，使人们建立了有能力理解天文化发展史上，使人们建立了有能力理解天 地间的各种事物的信心，解放

9、了人们的思想，在地间的各种事物的信心，解放了人们的思想，在 科学文化的发展史上起了积极的推动作用。科学文化的发展史上起了积极的推动作用。 第15页/共26页 12 2 11 2 7 5050 6.6710 0.5 6.6710 m m FG r N N 自然界任何两个物体都是相互吸引的, 为什么我们平时没有感觉到人与人之间 的万有引力呢? 第16页/共26页 那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？ 已知：太阳的质量为已知：太阳的质量为M=2.01030kg， 地球质量为地球质量为m=6.01024kg， 日地之间的距离为日地之间的距离为R=1.5101

10、1m =6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2 =3.51022(N) 3.51022N非常大，能够拉断直径为非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。的钢柱。 而太阳对质量为而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到的人，引力很小，不到0.3N。 当然我们感受不到太阳的引力。当然我们感受不到太阳的引力。 12 2 m m FG r 第17页/共26页 第18页/共26页 B C 12 2 m m FG r 第19页/共26页 第20页/共26页 第21页/共26页 A零零 B无穷大无穷大 C. 2 R Mm G D无法确定无法确定 A 第22页/共26页 2 21 r mm G 2 21 r mm G大于 2 21 r mm G小于 第23页/共26页 第24页/共26页 万有引力定律：万有引力定律：自然界中任何两个物体都相自然界中任何两个物体都相 互吸引，方向在它们的连线上，引力的大小跟这两互吸引，方向在它们的连线上，引力的大小跟这两 个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距