《万有引力定律是怎样发现的》ppt课件

1、万有引力定律是怎样发现的万有引力定律是怎样发现的授课人：景海霞想一想：想一想：苹果树上的苹果为什么会落到地面上来？如果把苹果树挪到月球上，苹果还会落回地球吗？开普勒说行星的开普勒说行星的运动是由于太阳运动是由于太阳磁力吸引的缘故，磁力吸引的缘故，磁力与距离成反磁力与距离成反比。比。笛卡尔说宇宙由不停旋笛卡尔说宇宙由不停旋转着的微粒所组成，微转着的微粒所组成，微粒的运动形成漩涡，太粒的运动形成漩涡，太阳和行星在各自的漩涡阳和行星在各自的漩涡中心，行星漩涡带动卫中心，行星漩涡带动卫星运动，太阳的漩涡带星运动，太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。动行星和卫星一起运动。胡克说我和雷恩胡克说我和雷恩哈恩都

2、认为行星的运动是太哈恩都认为行星的运动是太阳引力的缘故，并且力的大小与到太阳距离的阳引力的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。平方成反比。阅读课本并思考：阅读课本并思考：什么力来维持行星绕太阳的什么力来维持行星绕太阳的运动呢？运动呢？思考探究思考探究1： 从开普勒第 一定律可知，行星运动时的轨迹并不是 圆形的，而是椭圆轨道，那么在椭圆轨道下这个引力大小是否还和距离的二次方成反比呢？ 牛顿在前人的基础上，凭借他超人的数学能力证明了：如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆。一一.万有引力定律的得出：万有引力定律的得出：想一想：想一想： 如果认为行星绕太阳作匀速圆周运动

3、，那么：谁来充当向心力？太阳对行星的引力充当向心力太阳对行星的引力充当向心力rvF2mTrv2224TmrF代入代入:rvF2m有有:得：kTr23krT32224rmkF所以：所以：224TmrF代入得：代入得：即：即： 2rmF 即即: 太阳对不同行星的引力，与太阳对不同行星的引力，与行行星的质量成正比星的质量成正比，与行星和太阳，与行星和太阳间的间的距离的二次方成反比距离的二次方成反比。224rmkFFF行星行星太阳太阳 此时牛顿已经得到他的第三定律，即作此时牛顿已经得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在这里，就是行星对用力等于反作用力，用在这里，就是行星对太阳也有引力。同时，太阳

4、也不是一个特殊太阳也有引力。同时，太阳也不是一个特殊物体，它和行星之间的引力也应和自己的质物体，它和行星之间的引力也应和自己的质量量M成正比，即成正比，即2rMmF 综合上述结论可知：太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。这就是牛顿的万有引力定律。写成公式为：2rMmGF 万有引力定律是否只存在于行星和太阳之间? 不仅存在于太阳和行星之间不仅存在于太阳和行星之间, ,同时它存在于世间万物之间。同时它存在于世间万物之间。地地球球月球地地球球地面上的物体 万有引力定律是否适用与行万有引力定律是否适用与行星与卫星及地面上的物体之间呢星与卫星及地面上的物体之间呢? ?

5、对于行星与卫星之间对于行星与卫星之间, ,地面上地面上的物体之间同样存在着相互作用的物体之间同样存在着相互作用的万有引力。的万有引力。1.内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比. 2.如果用m1,m2表示两物体的质量,用r表示两物体间的距离,那么万有定律可以表示为:122FGrm m二二. .万有引力定律：万有引力定律： 3.引力常量引力常量G适用于任何两个物体适用于任何两个物体,它在数值上等于两个质量都是它在数值上等于两个质量都是1的的物体相距物体相距1m时相互作用力的大小时相互作用力的大小.其其标准值为标准值为:通常情

6、况下取通常情况下取2211/1067259. 6kgNmG2211/1067. 6kgNmG应用质疑应用质疑1 1： 如图所示，两球的质量均匀分布，如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别为大小分别为m1 =10kg、 m2 =30kg=30kg ，两颗，两颗铁球质心间的距离为铁球质心间的距离为2m,请用万有引力请用万有引力定律计算它们之间的万有引力？定律计算它们之间的万有引力？NF8105 . 1应用质疑应用质疑2 2：)/1067. 6(,105 . 1,100 . 21089. 52211113024kgmNGmkgkg取的引力大小求太阳对地球的轨道半径为地球绕太阳公转的质量为，太阳已知地

7、球的质量为 4. 适用条件：适用条件：两质点两质点间的万有引力间的万有引力,则则r为两质点间距为两质点间距质量分布均匀的两球体均匀的两球体间的万有引力间的万有引力,r应是两球心间距应是两球心间距一均匀球体与球外一质点间的万有引一均匀球体与球外一质点间的万有引力，为质点到球心间的距离力，为质点到球心间的距离距离远大于本身大小的两物体间的万距离远大于本身大小的两物体间的万有引力，两物体质心间的距离有引力，两物体质心间的距离 5. 5.万有引力的特点：万有引力的特点：普遍性普遍性相互性相互性宏观性宏观性 6.万有引力定律的发现有着重要的物理万有引力定律的发现有着重要的物理意义意义: 它对物理学它对物

8、理学,天文学的发展具有深天文学的发展具有深远的影响远的影响; 它把地面上物体运动的规律和天它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来体运动的规律统一起来; 对科学文化发展起了积极的推动对科学文化发展起了积极的推动作用作用,解放了人们的思想解放了人们的思想,给人们探索自给人们探索自然的奥秘建立了极大信心然的奥秘建立了极大信心,人们有能力理人们有能力理解天地间的各种事物解天地间的各种事物. 万有引力和重力之间有何关系万有引力和重力之间有何关系? 万有引力对相对于地面静止的万有引力对相对于地面静止的物体产生两个作用效果物体产生两个作用效果: :一是重一是重力力; ;一是随地球自转的向心力一是随

9、地球自转的向心力, ,所所以重力是万有引力的一个分力以重力是万有引力的一个分力月-地实验介绍： 牛顿根据月球的周期和轨道半径，计算出了月球绕地球做圆周运动的向心加速度为：232242.74 10/ram sT29.8/gm s一个物体在地球表面的加速度为：若把这个物体移到月球轨道的高度，其加速度也应是月球的向心加速度之值，根据开普勒第三定律可以导出：kTraTrar（ ，而 ，则 ）ar 因为月心到地心的距离是地球半径的60倍，即：32212.27 10/60agm s 两个结果非常接近，这一发现为牛顿发现万有引力定律提供了有利的论据，即地球对地面物体的引力与天体间的引力本质是同一种力，遵循同一规律。【答案】 AC【解析】 引力常量G是卡文迪许利