万有引力定律2课件高一下学期物理人教版

3.2万有引力定律“太阳坐在它的皇位上，管理着围绕它的一切星球”——哥白尼一、万有引力的发展史一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。。行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用，与距离成反比。在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与行星到太阳的距离的平方成反比。但由于运动和力的清晰概念是由后来的牛顿建立的，当时没有这些概念，因此他们无法深入研究。牛顿在前人研究的基础上，凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，创立了数学工具微积分，并创建质量、向心力等概念，进行深入广泛的研究，最终发现了万有引力定律。牛顿曾说：

如果说我看的比别人更远的话，那是因为我站在巨人的肩膀上。

今天，我们循着牛顿的足迹，来经历一遍万有引力定律的发现。二、追寻牛顿的足迹一、建立模型：

行星绕太阳的运动可以看做匀速圆周运动。FＶ1.太阳对行星的引力提供向心力2.开普勒第三定律行星太阳

3.牛顿第三定律结论：太阳对行星的引力太阳与行星间引力的大小，与太阳的质量M、行星的质量m成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。方向沿着太阳和行星的连线在自然界中，当以一定的初速度将物体抛出后，物体总会落到地面上。是什么原因？思考

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？即：行星对卫星的作用力，与地球拉着苹果下落的力，是否是同一种力，遵循相同的规律?……思考1、既然是太阳与行星之间的引力使得行星不能飞离太阳，那么，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?

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球，且它们都是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。牛顿的猜想怎样根据事实来验证这一猜想呢？检验目的：地球和月球之间的吸引力是否与地球吸引苹果的力为同一种力．月-地检验两式相比，得月球对地球运动得向心加速度：根据上述公式对月—地系统和地面上物体的分别可用公式得：因为地球和月球之间的距离约为地球半径的60倍，所以根据天文观测数据（事实）计算月球所在处的向心加速度两者十分接近，为牛顿的假想提供了有力的事实根据。月——地检验表明：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。地球表面附近的重力加速度：g=9.8m/s2地球半径：R=6.4×106m月球围绕地球公转的周期：T=27.3天≈2.36×106s月球轨道半径：r=3.8×108m≈60R事实检验既然太阳与行星之间、地球与月球之间、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有这样的引力呢？牛顿又大胆猜想，任何两个物体之间的都存在这样的引力牛顿再度思考：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。方向沿着太阳和行星的连线三、万有引力定律2、表达式

3、万有引力常量万有引力常量G是英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测得的适用范围：对于距离的确定大致可以分为两种情况：a.若可以看做质点,则为两质点间距b.对于不能视为质点,而质量分布均匀的球体,应是两球心间距.1.内容：

自然界中任何两个物体都相互吸引，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成反比。其中G为引力常量，r为两质点距离。2.表达式：3.方向：在两个物体的连线上。三、万有引力定律5.对万有引力的理解①普遍性:它普遍存在于宇宙中任何有质量的物体之间，是物质之间的四大基本相互作用之一．②相互性:两物体间的引力，是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律．④宏观性:只有质量巨大的天体间，万有引力的存在才有宏观物理意义.③独立性:两物体间的引力，只与它们的质量及距离有关，不管它们之间是否还有其它作用力．万有引力定律引力常量卡文迪许卡文迪许扭秤实验1.数值：G=6.67×10-11Nm2/kg2

2.G值的物理含义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11N3.卡文迪许扭称实验的意义引力常量①证明了万有引力的存在，使万有引力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推广；③卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的人”！下面请同学们粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？

只有一粒芝麻重力的几千分之一!!!通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略

思考地球表面的物体所受的重力的实质是物体所受万有引力的一个分力重力和万有引力的关系不考虑地球自转的条件下，地球表面的物体当不忽略地球自转时，在纬度不同的地方，物体随地球做圆周运动的角速度ω相同，而圆周的半径不同，设纬度为α，如图所示，则向心力F向＝mω2Rcosα(R为地球半径)，可见，随着纬度升高，向心力将减小。1．万有引力和重力的大小关系重力和万有引力的关系

2．地球重力加速度g及变化

重力和万有引力的关系

D3.两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个

半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为(

)A．2F

B．4FC．8FD．16FD课堂练习D课堂练习

规律方法2.若不满足上述的条件，则可以采用下述方法①将它们分割成许多小块(质点)，然后用此式去计算每一对小块间的引力，

最后将其中一个物体所受的各个引力进行矢量合成。②灵活变换研究对象，采用“填补法”或者“对称法”求解

课堂练习例.有一半径为2R，密度为ρ的均匀球体A，现在A中挖去一半径为R的球体B，如图所示，放置在距离球心O为5R的地方，剩下部分A对B的万有引力为F1，若将挖空的地方注满密度为ρ/2的某种液体，被注满液体的球体A对B的万有引力为F2，则F1/F2为（）A、6/7B、14/15