《万有引力定律》PPT课件94281.ppt

1、6.3 万有引力定律,在上一节的基础上，继续追寻牛顿的足迹，通过重新“发现”万有引力定律，体会科学规律发现的思路和过程.,是什么原因使行星绕太阳公转 而没有离开太阳？,牛顿：太阳对行星的引力使行星绕太阳公转不能飞离太阳,是什么原因使月球绕地球公转而没有离开地球？,思考,树上熟透的苹果 掉下来落到地面上,地面上的物体，被抛出去后 总要落回地面，是什么原因 使物体不离开地球呢？,思考,继续猜想： 太阳对行星的引力 地球对月球的引力 地球对地面上苹果的引力,也许是同一种力， 遵从相同规律,二、万有引力的检验,-月-地检验,目的：验证 地球对地面上苹果的引力 地球对月球的引力,遵循,思路：1、假定猜想

2、成立，理论推导 2、实际测量,若二者结果一致 则假设成立 若二者结果不一致 则假设就不成立,月-地检验,地球对苹果的引力:,理论推导,1、先假定猜想成立：,苹果下落的加速度:,地球对月球的引力:,苹果下落的加速度:,月球绕地球公转的加速度：,在牛顿的时代，已能比较精确测定： 月球与地球的距离 3.8108m 月球公转周期 T=27.3天 地球的自由落体加速度 g=9.8m/s2 求月球公转的向心加速度：,实际测量计算与假设的理论推导结果一致,即：月球公转轨道半径 r=3.8108m,问题1：地面上的两个物体间是否存在引力？ 问题2：若地面上的两个物体间存在引力，为何两个物体 没有在引力作用下紧

3、靠在一起？,宇宙中的一切物体间都有引力:,大胆设想：,事实上，自然界中任何两个有质量的物体间 都存在引力. 1687年牛顿发现万有引力定律,三、万有引力定律的得出,万有引力定律,1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小F与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比.,2.公式：,m1,m2 -两物体的质量 r -两物体间的距离 G -比例系数，叫引力常量，适用于任何物体，G的国际单位,Nm2/kg2,3.公式 的适用条件： （理想情况） 两个质点间引力大小的计算 （实际情况） 若两个物体间的距离远大于物体本身大小时，两个物体可看成质点

4、如：太阳与行星间 地球与月球间,r 为两质点间的距离,r为两天体中心的距离, 质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中于球心,r为物体到地心的距离,r为两球心间的距离,一个质量分布均匀的球体和球外一个质点，r为球心到质点的 距离,问题：当两物体间的距离 时,则两物体之间的引力 ,这种观点对么？,【解析】 ： 当两物体间距离 时，物体不能看成质点， 公式 已不再适用,4.万有引力的理解, 普遍性：任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一, 相互性：万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛顿第三定律,宏观性：通常情况下万有引力非

5、常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义。在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计, 特殊性：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。,5.万有引力定律建立的重要意义,1.万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成就之一 2.万有引力定律把地面上的物体运动的规律和天体运动的规律统一起来，对以后的物理学和天文学的发展具有深远的影响 3.万有引力定律第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑,牛顿发现万有引力定律 ， 但却无法算出两个天体间的万有引力大小， 因

6、为他不知道引力常量G的值.,四、万有引力定律的检验-引力常量G的测量实验,1798年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置, 第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小F做了精确测量 和计算，比较准确地测出了引力常量G的数值,引力常量G的测量实验,放大思想,实验原理：,2、G的含义表示两质量m1 =m2=1kg的匀质小球， 相距r=1m时万有引力的大小,1、引力常量通常取,对G值的理解,测定引力常量G的重要意义,1、用实验证明了万有引力的存在和准确性 2、使万有引力定律公式有了真正的实用价值 可以计算天体间的引力大小， 可间接计算天体的质量、平均密度等 如：根据地球表面的重力加速度可以测定地球的

7、质量 3、开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得以推广,例2：根据万有引力定律和牛顿第二定律说明：开普勒第三定 律 中k是一个与行星无关，只与太阳有关的常量.,建立模型 行星绕太阳近似做匀速圆周运动,由万有引力定律和牛顿第二定律得,万有引力与重力,知识拓展,m,R, 在两极：, 在赤道：, 赤道表面物体随地球自转的向心力,由于物体随地球自转的向心力很小, 则万有引力大小近似等于重力,卡文迪许在实验室里测出了引力 常量G的值，他把自己的实验说成 是“称量地球的重量”。 在实验室里测量几个铅球之间的 引力，就可以称量地球， 这不能不说是一个科学奇迹。 著名文学家，马克吐温 满怀激情地说“科学真是迷人。 根据零星的事实，增添一点猜想 ，竟然赢得那么多收获！”,课堂小结,科学规律发现的过程往往是大胆猜想和 严格求证的结合.,1、万有引力定律得出的思路和过程 2、万有引力定律的理解,1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时不会吸在一起?我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。 故它们之间的引力很小，且小于它们与地面间的摩擦力，故两人不会吸在一起；受力分析时可不考虑物体间引力,问题与练习,2、大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系 （很遗憾，在北半球看不见）.大麦哲伦云的质量为太阳 质