《3.1万有引力定律2》课件

1、我们的太阳系万有引力定律万有引力定律_“地心说地心说”和和“日心说日心说”1.地心说：托勒密地心说：托勒密(90-168)Claudius Peolemy 在古代，以在古代，以希腊亚里士多德希腊亚里士多德为代表，为代表，认为认为地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心。其它天体则以。其它天体则以地球为中心，在不停地运动。这种观点，地球为中心，在不停地运动。这种观点，就是就是“地心说地心说”。公元二世纪，。公元二世纪，古古希腊希腊天文学家天文学家托勒密托勒密，把当时天文学知识总，把当时天文学知识总结成宇宙的结成宇宙的地心体系地心体系，发展完善了，发展完善了“地地心说心说”，描绘了一个复杂的天体运动图，描

2、绘了一个复杂的天体运动图象。象。2.日心说：哥白尼(1473-1543) Nicolaus Copernicus 波兰天文学家哥白尼波兰天文学家哥白尼经过近四十年的观经过近四十年的观测和计算，于测和计算，于1543年出版了年出版了“天体运行论天体运行论”正式提出正式提出“日心说日心说”。 “日心说日心说”认为，认为，太阳不动，处于宇宙太阳不动，处于宇宙的中心的中心，地球和其它行星公转还同时自转。，地球和其它行星公转还同时自转。 “日心说日心说”对天体的描述大为简化，同对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正的科学革命

3、。的界限，是一项真正的科学革命。 “日心说日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略伽利略受受到残酷的迫害到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：“哥哥白尼拦住了太阳，推动了地球。白尼拦住了太阳，推动了地球。” 日心说代替了地心说，日心说代替了地心说，冲破冲破了中世纪教会了中世纪教会神学对人们的神学对人们的思想禁锢思想禁锢，但它也有但它也有局限性局限性，日日心说仍然沿用了心说仍然沿用了地心说的模式地心说的模式，认为天体

4、的运认为天体的运动是完美的圆周运动，动是完美的圆周运动，其实太阳系只是浩瀚宇其实太阳系只是浩瀚宇宙中的一个小星系宙中的一个小星系，太阳在宇宙中也在不停的太阳在宇宙中也在不停的运动；许多现象用日心说无法解释，直到后来运动；许多现象用日心说无法解释，直到后来开普勒开普勒否定了日心说的观点，由大量的天文数否定了日心说的观点，由大量的天文数据得出了行星运动的三大规律据得出了行星运动的三大规律日心说的局限性日心说的局限性 所有行星分别在大小不同的椭圆轨所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动道上围绕太阳运动,太阳是在这些椭圆太阳是在这些椭圆的一个焦点上的一个焦点上 1、第一定律、第一定律(轨道定律

5、轨道定律)二、开普勒定律二、开普勒定律 对每个行星来说对每个行星来说,太阳和行星的连线太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积在相等的时间内扫过相等的面积. 2、第二定律、第二定律(面积定律面积定律)ABCDEKt= t= tABCDEKS= S= S则则3、第三定律（周期定律）、第三定律（周期定律） 行星绕太阳运动轨道半长轴的立方与运动周行星绕太阳运动轨道半长轴的立方与运动周期的平方成正比。即：期的平方成正比。即：kTR23开普勒三大定律的解读 （1 1）开普勒三定律是开普勒从第谷观察行星运动）开普勒三定律是开普勒从第谷观察行星运动资料中总结归纳出的规律，资料中总结归纳出的规律，每一个都

6、是经验定律。每一个都是经验定律。 （2 2）开普勒三定律研究对象是所有太阳的行星，）开普勒三定律研究对象是所有太阳的行星，不同行星绕太阳转动的轨道是不同的，在计算时不同行星绕太阳转动的轨道是不同的，在计算时可以将椭圆轨道看作圆来处理。可以将椭圆轨道看作圆来处理。 （3 3）开普勒定律同样适用围绕其他天天转动的行）开普勒定律同样适用围绕其他天天转动的行星（如：围绕地球转的卫星），其中的星（如：围绕地球转的卫星），其中的K K值会因中值会因中心天体的改变而不同。心天体的改变而不同。“天上的力天上的力”和和“人间人间的力的力”是不是同一种力，是不是同一种力，遵循相同的规律呢？遵循相同的规律呢？地球表

7、面的重力是否地球表面的重力是否能延伸到很远的地方，会能延伸到很远的地方，会不会作用到月球上呢？不会作用到月球上呢？拉住月球使它围绕地拉住月球使它围绕地球运动的力，与拉着苹球运动的力，与拉着苹果下落的力，以及众行果下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力星与太阳之间的作用力是不是真的是一种力，是不是真的是一种力，并遵循相同的规律呢并遵循相同的规律呢? 行星绕太阳运动、月亮绕地球运动、苹行星绕太阳运动、月亮绕地球运动、苹果落地、果落地、这些现象引起了牛顿的沉思。这些现象引起了牛顿的沉思。这些力是这些力是同一种性质同一种性质的力，并且的力，并且都都三、万有引力定律：三、万有引力定律：宇宙间宇宙间任意任

8、意两个有质量的物体间两个有质量的物体间都存在相都存在相互吸引力互吸引力，其大小与两物体的，其大小与两物体的质量乘积成质量乘积成正比正比，与它们间，与它们间距离的平方成反比距离的平方成反比。1.内容：内容：2.表达式：表达式：2rmGmF21 引力常量的测量扭秤实验1、 实验原理：科学方法放大法英国卡文迪许卡文迪许实验室卡文迪许扭秤卡文迪许扭秤引力常量的测量扭秤实验2、实验结果：G = 6.6710-11 N m2/kg23、G 值的物理含义：两个质量为 1 kg 的物体相距 1 m时，它们之间万有引力为 6.6710-11 N4、卡文迪许扭称实验的意义：(1) 证明了万有引力的存在，使万有引力

9、定律进入了真正实用的时代；(2) 开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到了推广。引力常量的测量扭秤实验122m mFGr1.m1和和m2表示两个物体的质量，表示两个物体的质量，r表示他们的距离，表示他们的距离，2.G为引力常数。为引力常数。G=6.671011 Nm2/kg2 G的物理意义的物理意义两质量各为两质量各为1kg的物体相距的物体相距1m时万有引时万有引力的大小。力的大小。万有引力公式适用于可视为质点的物体；万有引力公式适用于可视为质点的物体； r质点间的距离（球心距）。质点间的距离（球心距）。 万有引力中各物理量均使用国际单位万有引力中各物理量均使用国际单位三、万有引力定律：三

10、、万有引力定律：3、对万有引力的理解：、对万有引力的理解：普遍性：普遍性：相互性：相互性：宏观性：宏观性：特殊性：特殊性：任何客观存在的有质量的物体之间都存在任何客观存在的有质量的物体之间都存在着这种吸引力。着这种吸引力。两个物体相互作用的引力是一对作用力与两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力，它们等大反向，分别作用于两个反作用力，它们等大反向，分别作用于两个物体上。物体上。对质量巨大的天体间才现实的意义；对质量巨大的天体间才现实的意义；分析地球表面物体受力时不需考虑。分析地球表面物体受力时不需考虑。两个物体间的万有引力只与它们本身两个物体间的万有引力只与它们本身质量有关；与它们间的距

11、离有关。质量有关；与它们间的距离有关。A公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大Cm1 与 m2 受到的引力总是大小相等的，与 m1、m2 是否相等无关Dm1 与 m2 受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力练习1：对于万有引力定律的表达式 下面说法中正确的是( )221rmmGF AC练习练习2：下列说法错误的是（：下列说法错误的是（ ） A 万有引力定律是卡文迪许发现的万有引力定律是卡文迪许发现的 B 中中G是一个比例常数，没有单位是一个比例常数，没有单位 C 万有引力之存在于两个质点之间万有引力之存在于两个质点之间 D

12、 两物体的引力的大小与两物体质量的乘积成两物体的引力的大小与两物体质量的乘积成正比，与此两物体间的距离的平方成反比正比，与此两物体间的距离的平方成反比 122m mFGr练习3：如图所示，r 虽然大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为 ( )r1rr2122Am mGr、 12212C()m mGrr+、 12212D ()m mGrrr+、1221B m mGr、D 思考：我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？练习4：估算两个质量 50 kg 的同学相距 0.5 m 时之间的万有引力约有多大？ 6.6710-7 N 是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。 那么太