第二章第2节万有引力定律

1、星绕太阳做匀速圆周运动，星绕太阳做匀速圆周运动，什么力提供向心力？什么力提供向心力？问题问题2 2万有引力定律苹果熟了，为什么会落到地上而不是天上？苹果熟了，为什么会落到地上而不是天上？问题问题1问题问题2活动一与引力有关现象的思考苹果树不论长得矮还是高，树上的苹果都会落地。由苹果树不论长得矮还是高，树上的苹果都会落地。由此可知，即使苹果长到月球那么高，照样会落地。那此可知，即使苹果长到月球那么高，照样会落地。那么，月球为何没有落地呢？么，月球为何没有落地呢？物体做匀速圆周运动的条件是什么？物体做匀速圆周运动的条件是什么？问题问题1问题问题2活动二万有引力定律的发现行星为何能围绕太阳做圆周运动

2、行星为何能围绕太阳做圆周运动? ?问题问题3开普勒第三定律的内容及表达式是什么？开普勒第三定律的内容及表达式是什么？设行星的质量为设行星的质量为m m，周期为，周期为T T，行星与太阳中心间的距，行星与太阳中心间的距离为离为R R，则行星绕太阳运动所需的向心力大小是多少？，则行星绕太阳运动所需的向心力大小是多少？探究探究1太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。星的距离的平方。探究探究2设太阳的质量为设太阳的质量为M M，行星对太阳的引力与哪些因素有关？，行星对太阳的引力与哪些因素有关？太阳和行星之间的引力也应与太阳的质量

3、太阳和行星之间的引力也应与太阳的质量M M成正比。成正比。探究探究3太阳与行星间的引力表达式如何？太阳与行星间的引力表达式如何？写为等式，则为：写为等式，则为：2RmMGF 探究探究4苹果树上的苹果相对地球静止，在重力的作用下，苹果树上的苹果相对地球静止，在重力的作用下，因此会落到地面；若月球相对于地球静止，月球也因此会落到地面；若月球相对于地球静止，月球也将像苹果一样的落回地面。假设苹果具有月球一样将像苹果一样的落回地面。假设苹果具有月球一样的运动速度，它也将像月球一样不落回地面。月球的运动速度，它也将像月球一样不落回地面。月球和苹果受到地球的引力是同一性质的力吗？和苹果受到地球的引力是同一

4、性质的力吗？猜想猜想假定猜想成立，即维持月球绕地球运动的力与使得假定猜想成立，即维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力，同样遵从苹果下落的力是同一种力，同样遵从“平方反比平方反比”律，律，则，则，由于月球轨道半径约为地球半径（苹果到由于月球轨道半径约为地球半径（苹果到地心的距离）的地心的距离）的6060倍，所以月球轨道上一个物体受倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力，比它在地面附近时受到的引力要小，前到的引力，比它在地面附近时受到的引力要小，前者只有后者的者只有后者的1/601/602 2。根据牛顿第二定律，物体在月。根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度球轨道上运动时的

5、加速度( (月球公转的向心加速度月球公转的向心加速度) )也就应该是它在地面附近下落时的加速度也就应该是它在地面附近下落时的加速度( (自由落体自由落体加速度加速度) )的的1/601/602 2。证明证明证明证明验证猜想验证猜想两种计算结果一致，验证了地面上的重力与地球吸两种计算结果一致，验证了地面上的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力。引月球的力是相同性质的力。该过程即为牛顿所做该过程即为牛顿所做的著名的的著名的“月月地地”检验。检验。请用自己的话总结万有引力定律的内容。请用自己的话总结万有引力定律的内容。问题问题1活动二万有引力定律任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大任何两个

6、物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量小与这两个物体的质量m1和和m2的乘积成正比，与它们的乘积成正比，与它们之间距离之间距离r的平方成反比。的平方成反比。问题问题2根据太阳与行星间引力的表达式，写出万有引根据太阳与行星间引力的表达式，写出万有引力定律的表达式。力定律的表达式。122m mFGr问题问题万有引力定律指出，任何物体间都存在引力，为什万有引力定律指出，任何物体间都存在引力，为什么当我们两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算么当我们两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算你和同桌之间的引力多大？你和同桌之间的引力多大？解：两人的质量都是解：两人的质量都是60kg,60k

7、g,相距相距0.5m0.5m，代入公式可，代入公式可得得F=0.96F=0.9610107 7N N。可以与芝麻进行类比：一粒芝。可以与芝麻进行类比：一粒芝麻的质量大约是麻的质量大约是0.004kg,0.004kg,其重力约为其重力约为4 410105 5N N，大约是你和和同桌间引力的大约是你和和同桌间引力的4040多倍。多倍。 问题问题3你是如何理解万有引力的？你是如何理解万有引力的？1 1万有引力的普遍性万有引力的普遍性；2 2万有引力的相互性万有引力的相互性；3 3万有引力的宏观性。万有引力的宏观性。问题问题4万有引力定律有适应条件吗？万有引力定律有适应条件吗？问题问题设想把质量为设想

8、把质量为m m的物体，放到地球的中心，地球的质量的物体，放到地球的中心，地球的质量为为M M，半径为，半径为R R，则物体与地球间的万有引力是（，则物体与地球间的万有引力是（ ）A A B B无穷大无穷大C C零零D D无法确定无法确定2RGMm牛顿发现万有引力定律后并不能算出两牛顿发现万有引力定律后并不能算出两个物体之间的万有引力，大家知道这是个物体之间的万有引力，大家知道这是为什么吗？为什么吗？问题问题引力常量是由哪位物理学家测出的，引力常量是由哪位物理学家测出的，它的数值是多大？它的数值是多大？问题问题1活动三引力常量英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验多次进行测量，英国物理学家卡文迪许利用

9、扭秤实验多次进行测量，得出引力常量得出引力常量G G=6.71=6.711010-11-11NmNm2 2/kg/kg2 2，与现在公认，与现在公认的值的值6.676.671010-11-11 Nm Nm2 2/kg/kg2 2非常接近。非常接近。视频：视频：卡文迪许扭秤实验卡文迪许扭秤实验引力常量的测定有何实际意义？引力常量的测定有何实际意义？问题问题21 1证明了万有引力存在的普遍性。证明了万有引力存在的普遍性。2 2万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的天体的质量、密度等。离地球的天体的质量、密度等。3 3扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大，开创了测