【课件】万有引力定律+课件高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

7.2 万有引力定律万有引力定律是什么原因使行星绕太阳运动？提出提出问题提出提出问题猜想与假猜想与假设 开普勒(1571-1630)一切物体都具有合并趋势。一切物体都具有合并趋势。伽利略(1564-1642)行星绕太阳运动，一定受到来行星绕太阳运动，一定受到来自太阳的类似于磁力的作用。自太阳的类似于磁力的作用。笛卡尔(1596-1650)行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的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。大小与行星到太阳的距离的平方成反比。胡克(1635-1730)在行星的周围有旋转的物质在行星的周围有旋转的物质(以太以太)作作用在行星上，使得行星绕太阳运动。用在行星上，使得行星绕太阳运动。提出提出问题猜想与假猜想与假设 牛顿牛顿(1643-(1643-1727)1727)牛顿在前人研究的基础上，解决了这个问牛顿在前人研究的基础上，解决了这个问题，认为题，认为“太阳与行星间的引力与距离的太阳与行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的运动轨迹是椭圆二次方成反比，则行星的运动轨迹是椭圆”，并阐述了普遍意义的万有引力定律。，并阐述了普遍意义的万有引力定律。提出提出问题理理论推推导猜想与假猜想与假设一、行星与太阳间的引力一、行星与太阳间的引力简化模型匀速圆周运动匀速圆周运动提出提出问题理理论推推导猜想与假猜想与假设一、行星与太阳间的引力一、行星与太阳间的引力r rv vF F1.1.引力提供做匀速圆周运动向心力引力提供做匀速圆周运动向心力M Mm m提出提出问题理理论推推导猜想与假猜想与假设一、行星与太阳间的引力一、行星与太阳间的引力行星行星F F行星与太阳的地位完全相当行星与太阳的地位完全相当M Mm m太阳太阳F F由牛顿第三定律可得由牛顿第三定律可得:提出提出问题理理论推推导猜想与假猜想与假设一、行星与太阳间的引力一、行星与太阳间的引力=得出得出结论提出提出问题理理论推推导猜想与假猜想与假设二、月二、月-地检验地检验得出得出结论验证结论提出提出问题理理论推推导猜想与假猜想与假设二、月二、月-地检验地检验得出得出结论验证结论这表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳这表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳-行星间行星间的引力，真的遵从相同的规律的引力，真的遵从相同的规律!三、万有引力定律（牛顿于三、万有引力定律（牛顿于16661666年）年）自然界中自然界中任何任何两个物体都相互两个物体都相互吸引吸引，引力的，引力的方向方向在它们的在它们的连线连线上，引力的上，引力的大小大小与物体的质量与物体的质量m m1 1和和m m2 2的的乘积成正比乘积成正比，与它们之间距离，与它们之间距离r r的二次方成反比。的二次方成反比。1)1)r r为两物体的中心距离为两物体的中心距离2)2)G G是比例系数，叫作是比例系数，叫作引力常量引力常量。通常取。通常取G=6.6710G=6.6710-11-11 Nm Nm2 2/kg/kg2 2计算你和同桌之间的万有引力计算你和同桌之间的万有引力(假设你们质量都为假设你们质量都为50kg50kg，相距，相距0.5m)0.5m)是一粒芝麻重的几千分之一，是一粒芝麻重的几千分之一，,这么小这么小的力人根本无法察觉到。的力人根本无法察觉到。适用范围：适用范围：两质点之间的力两质点之间的力r r两个半径同为两个半径同为r r的质量同为的质量同为m m的质量均匀的小球紧靠在一起，则它们之间的质量均匀的小球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为的万有引力为()()r rr r适用范围：适用范围：两个质量分布均匀球体之间的力两个质量分布均匀球体之间的力三、万有引力定律（牛顿于三、万有引力定律（牛顿于16661666年）年）适用范围适用范围:严格地说，万有引力定律只适用于严格地说，万有引力定律只适用于质点质点间的相互作用。间的相互作用。对两个对两个质量分布均匀的球体质量分布均匀的球体间相互作用，也可用此定律来计算间相互作用，也可用此定律来计算 此时，此时，r r是两个球体球心间的距离。是两个球体球心间的距离。对一个对一个均匀球体与球外一个质点均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中的万有引力也适用，其中r r为为 球心到质点间的距离。球心到质点间的距离。两个物体间两个物体间距离远大于物体本身大小距离远大于物体本身大小时，公式也近似适用，时，公式也近似适用，其中其中r r为两物体质心间的距离为两物体质心间的距离自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理计算太阳与地球之间的万有引力。计算太阳与地球之间的万有引力。(太阳质量太阳质量M=2.0X10M=2.0X103030 kg,kg,地球质量地球质量m=m=6.0 X 106.0 X 102424kg,kg,日、地距离日、地距离r=1.5 X 10r=1.5 X 101111 m)m)非常大，能够拉断直径为非常大，能够拉断直径为9000km9000km的钢柱的钢柱.万有引力的宏观性万有引力的宏观性万有引力的四个特性万有引力的四个特性特性特性内容内容普遍性普遍性万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力物体之间都存在着这种相互吸引的力相互性相互性两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是满足大小相两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是满足大小相等，方向相反，作用在两个物体上等，方向相反，作用在两个物体上宏观性宏观性地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用特殊性特殊性两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与它们两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与它们所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关四、引力常量（卡文迪什与四、引力常量（卡文迪什与17891789年）年）扭秤装置扭秤装置微小量放大的试验方法微小量放大的试验方法【例例1 1】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.F.若将两个用同种材料制成的半径是小铁球若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2 2倍的实心大铁球紧靠在一起，倍的实心大铁球紧靠在一起，则两大铁球之间的万有引力为则两大铁球之间的万有引力为()()A.2F B.4F C.8F D.1 6F A.2F B.4F C.8F D.1 6F【例例2 2】事实证明事实证明,行星与恒星间的引力规律也适用于其他物体间。已知地行星与恒星间的引力规律也适用于其他物体间。已知地球质量约为月球质量的球质量约为月球质量的8181倍倍,宇宙飞船从地球飞往月球宇宙飞船从地球飞往月球,当飞至某一位置时当飞至某一位置时(如图如图),),宇宙飞船受到地球与月球引力的合力为零。则此时该飞行器距地宇宙飞船受到地球与月球引力的合力为零。则此时该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为心的距离与距月心的距离之比为_