万有引力定律课件

1、万有引力定律万有引力定律复习回顾：开普勒三定律复习回顾：开普勒三定律开普勒第一定律（轨道定律）开普勒第一定律（轨道定律） 所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。开普勒第二定律（面积定律）开普勒第二定律（面积定律） 太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。开普勒第三定律（周期定律）开普勒第三定律（周期定律） 所有行星的椭圆轨道的半长轴所有行星的椭圆轨道的半长

2、轴的三次方跟公转周期的平方的比值的三次方跟公转周期的平方的比值都相等都相等 即即: R13：R23=T12：T22k k的大小与行星无关，的大小与行星无关，只与太阳有关。只与太阳有关。 或或: R3/T2=k短轴短轴长轴长轴万有引力定律灵感类磁力开普勒：开普勒：受到了来自太阳的类似与磁力的作用。开普勒开普勒万有引力定律 苹果落地、高处物体落苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转地、月亮绕地旋转这些这些现象引起了牛顿的沉思。现象引起了牛顿的沉思。 如果你是牛顿，你会提如果你是牛顿，你会提出哪些物理问题？怎样解释？出哪些物理问题？怎样解释？一、万有引力定律的发现一、万有引力定律的发现万有引力定律牛顿

3、的思考：牛顿的思考：（1）地球表面的重力是否能延伸到月亮轨道？）地球表面的重力是否能延伸到月亮轨道？（2）将物体水平抛出，速度越大，抛射越远，）将物体水平抛出，速度越大，抛射越远，当速度大到一定值，物体会落向哪里？当速度大到一定值，物体会落向哪里？万有引力定律把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动近似化Rr万有引力定律 如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动，那么，太阳对如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动，那么，太阳对行星的引力行星的引力F F应为行星所受的向心力，即：应为行星所受的向心力，即：F F引引= F= F向向=mw=mw2 2r r因为：因为： w w2/T2/T得：得：F F引引=m(2/T)

4、=m(2/T)2 2r= 4r= 42 2mr/Tmr/T2 2= = 442 2(r(r3 3/T/T2 2)m/r)m/r2 2 根据开普勒第三定律：根据开普勒第三定律：r r3 3/T/T2 2是常数是常数k k有：有：F F引引=4=42 2km/rkm/r2 2 所以可以得出结论：所以可以得出结论：太阳对行星的引力跟太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：的二次方成反比。即：FFm/r2万有引力定律 太阳对行星的引力太阳对行星的引力 （F F引引）跟行星的质跟行星的质量有关，量有关，F F引引与太阳质量有关吗？与太

5、阳质量有关吗？因为：因为：F F引引=4=42 2k km/rm/r2 2K与太阳质量有关那么究竟那么究竟F F引引与太阳质量有什么关系呢？与太阳质量有什么关系呢？万有引力定律写成等式：写成等式：F F引引= GMm/r= GMm/r2 2 牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想：牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想：既然太阳对行星的引力与行星的质量既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比，也应该与太阳的质量成正比。成正比，也应该与太阳的质量成正比。F F引引 Mm/r Mm/r2 2万有引力定律公式：公式：G Gm m1 1m m2 2F=F=r r 2 2单位：质量（单位：质量（kgkg）；距离（）；距离

6、（m m）G：是引力常数，其值为是引力常数，其值为6.6725910-11Nm2/kg2 自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力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。的距离的二次方成反比。 为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？ 牛顿在研究了许多物体间遵循规律的引力之后，进一步把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中任何两个物体之间，于这个规律推广到自然界中任何两个物体之间，于16871687年正式发年正式发表了表了万有引力定律万有引力定律：注注：该

7、：该万有引力定律下面我们粗略的来计算一下两个质下面我们粗略的来计算一下两个质量为量为50kg50kg，相距，相距0.5m0.5m的人之间的引的人之间的引力？力？NrmmGF7112211067. 625. 050501067. 6思考：为什么说是粗略？思考：为什么说是粗略？万有引力定律 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=5.981024kg，日地之间的距离，日地之间的距离R=1.51011kmF=GMm/R2=3.51022(N)而太阳对质量为而太阳对质量为50k

8、g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。=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2 万有引力定律 它是它是17世纪自然科学最伟大的发现之一。世纪自然科学最伟大的发现之一。它把地面上物体运动的规律和天体运动规律它把地面上物体运动的规律和天体运动规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次提示了自然界中具有深远的影响。它第一次提示了自然界中一种基本相互作用的规律，在人类认识自然一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。的历史上树立了一座里程碑。三、万有引力定律的发现的意义三、万有引力定律的发现的意义万有引力定律小结自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引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。比，跟它们的距离的二次方成反比。万有引力定律万有引力定律：公式：公式：G Gm m1 1m m2 2F=F=r r 2 2G：是引力常数，其值为是引力常数，其值为6.6725910-11Nm2/kg2应用与可看作质点的两物体间的引力计算应用与可看作质点的两物体间的引力计算万有引力定律证明了万