第01节万有引力定律 (2).ppt

1、1,第三章 万有引力定律 及其应用 第一节 万有引力定律,2,1.了解“日心说”与“地心说”的内容。 2.知道开普勒行星运动规律。 3.了解万有引力定律的发现过程。 4.理解万有引力定律的内容、公式，并能解答有关问题。,3,一 天体究竟做怎样的运动?,4,人类对天体的认识经历了漫长的时间。,火星车,飞向太空,5,地心说：地球是静止的，是宇宙的中心，一切天体围绕地球做匀速圆周运动。它遵循的运动规律与地面上物体的运动规律不同。 代表人物: 托勒密、亚里士多德（古希腊）。,6,根据托勒密的学说画出的运行图，可用于解释行星的逆行 和亮度的变化。,7,日心说：太阳是宇宙的中心，是静止的，地球和其他行星都

2、绕太阳做匀速圆周运动。 代表人物：哥白尼、开普勒、伽利略、布鲁诺。,哥白尼,伽利略,布鲁诺,8,根据哥白尼日心说画出的行星绕太阳的运行图：,9,第谷:丹麦天文学家，二十年如一日地对行星的运动进行观察，积累了大量的、精确程度令人吃惊的第一手观察资料，为开普勒三定律的发现奠定了基础。,10,开普勒:德国天文学家，在第谷观测的基础上，经过17年的探索，提出了天体运动的规律（开普勒三定律），使日心说有了完善的理论体系。被誉为“天空立法者”。,11,第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。,二 开普勒三定律,12,第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等

3、的时间内扫过相等的面积。,13,2R,T,=k,第三定律：所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 。,14,AD,例1.关于开普勒行星运动的公式，以下理解正确的是 （ ） A.k是一个与行星无关的常量 B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 地，周期为T 地；月 球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则 C.T表示行星运动的自转周期 D.T表示行星运动的公转周期,思考：是什么原因使行星绕太阳运动呢？,猜想的逻辑顺序： 曲线运动变速运动加速度合外力引力,三 万有引力定律的发现,1、开普勒：由于太阳发出的磁力作用而引起的。 2、笛卡儿：行星周围的流质涡旋所引起的。 3、胡克

4、、哈雷:太阳的引力，甚至证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。,几百年前科学家们的想法：,17,牛顿发现万有引力定律的过程,1.由于太阳和行星间的距离远大于太阳和行星的直径，因此可将太阳和行星看成两质点。 2.行星环绕太阳运动的轨道是椭圆，但椭圆轨道的离心率接近1，因此可将它理想化成一个圆轨道。 3.太阳处于圆心上，而行星围绕太阳做匀速圆周运动，其向心力由太阳对行星的引力提供。,18,4.求行星绕太阳做圆周运动的向心力,5.求行星对太阳的引力,6.结论,(G为引力常数),19,苹果落地、高处物体落地、月亮绕地球旋转这些现象引起了牛顿的沉思。,20,1.

5、苹果下落和月球围绕地球旋转都来 自于同一种力，那就是地球的引力。,2.这种引力不只存在于地球和月球之间，还存在于太阳系中，太阳与其他行星之间以及行星与卫星之间。,3.这种引力不只限于天体，还存在于地球上的一切物体之间；推而广之，宇宙间的每一对物体之间都存在这种引力的作用。,21,万有引力定律：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们之间的距离的二次方成反比。,数学表达式：,22,适用条件：可以看成质点的物体或质量分布均匀的球体。 （此时r为球心距）,G的物理意义：两质量各为1kg的物体相距1m 时万有引力的大小。,理解：m1

6、和m2表示两个物体的质量，r表示它们的距离， G为引力常数,23,例2.同桌的两位同学,质量都是50 kg，间距为0.5 m，求他们之间的作用力多大？,24,C,对于万有引力定律的表述式,下列说法中正确的是( ) 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，万有引力趋于无穷大 C. m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力 D. m1与m2受到的引力大小总是相等的，而与m1、m2 是否相等无关,25,2关于公式R3T2=k,下列说法中正确的是（ ） A.公式只适用于围绕太阳运行的行星 B.不同星球的行星或卫星，k值均相等 C.围绕同一星球

7、运行的行星或卫星，k值不相等 D.以上说法均错,D,26,4. 关于行星的运动，下列说法中正 确的是( ) A.行星轨道的半长轴越长，公转周期越长 B.行星轨道的半长轴越长，公转周期越短 C.水星的半长轴最短，公转周期最大 D.太阳系八大行星中海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长,A D,27,5.太阳系的几个行星，与太阳之间的平均距离越大的行 星，它绕太阳公转一周所用的时间( ) A.越长B.越短 C.相等D.无法判断,A,28,6.如图所示，两球的半径分别是r1和r2，均小于r，两球的质量分布均匀，大小分别为m1和m2，则两球间的万有引力大小为多大？,答案：,29,1.开普勒三定律 （1）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 （2）对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 （3）所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。,30,2.万有引力定律：,（1）内容:宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间