人教出版高级中学物理必修2万有引力定律.ppt

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1、7.3万有引力定律人教版,淮南师范学院第四届师范生职业技能竞赛复赛 物理与电子信息系：张宗瑞(参赛号2013054),复 习,开普勒行星运动定律 第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆， 太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的 连线在相等的时间内扫过相等的面积 第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三 次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 即,k值与中心天体有关，而与环绕天体无关,是什么原因使行星绕太阳运动呢,？,伽利略,笛卡尔,胡克,哈雷,牛 顿,下面就让我们踏着牛顿探索的足迹,经历一次发现万有引力定律的过程吧！,由此猜想：苹果受到的重力和月球受到的引力可能

2、就是同一性质的力。,是否任意两个物体之间都存在相互的吸引力呢？,牛顿在前人研究的基础上，经过一系列的想象、假设、理想实验、类比、归纳，总结了地球对地面上的物体的引力、太阳对行星的引力、以及行星对卫星的引力，都遵守相同的规律，是同一性质的力。牛顿把这种引力规律做了推广，终于发现了万有引力定律，发表于他1687年出版的自然哲学的数学原理中。,复习,（二）太阳与行星间的引力,于是牛顿就作了非常著名的“月-地”检验.,目的：检验地面上的重力与地球吸引月球是否是同一性质的力？,牛顿月地检验的基本思路：,假设维持月球绕地球运动的力以及地面物体所受的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。（已知月球轨道半径r

3、是地球半径R的60倍 ）,（1）将物体放在地球表面上所受引力为：,月地检验,（2）将物体放在月球轨道上所受引力为：,（3）两者比值：,物体在月球轨道上运动的加速度a与地球表面的加速度g之比为：,（4）当时已经比较精确地测定月球与地球的距离r384400km、月球的公转周期为27.3天。我们想一个可行的方法，测出月球轨道上某物体的加速度。,结论：地面物体所受地球的引力、月球绕地球运动所受的引力，与太阳、行星间的引力遵循同一规律。,a= (r地/ r月地)2g =9.8/3600 (m/s2) =2.710-3 (m/s2) .,（1）定律表述：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

4、个物体的质量成正比，跟它们的距离的二次方成反比方向在它们连线上.,（2）公式表示：,（3）引力常量G适用于任何两个物体;它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力.,观察获得规律,得到万有引力定律,我不知道世人怎样看我，但我自己以为我不过像一个在海边玩耍的孩子，不时为发现比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳而沾沾自喜，至于展现在我面前的浩翰的真理海洋，却全然没有发现。-牛顿,趁热打铁一,1.要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4,下列方法不可采用的是 ( ) A.使两物体的质量各减小一半,距离不变 B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4,距离不变 C.使两物体间的距离增为

5、原来的2倍,质量不变 D.使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4,D,五、1.引力常量的测量,1.1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功. 2.其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功. 3.100多年后，直到1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量,扭秤实验的物理思想和科学方法：扭秤装置把微小力转变成力矩来反映，扭转角度又通过光标的移动来反映从而确定物体间的万有引力。,卡文迪许实验,第一个称量地球的卡文迪许,测定引力常量的重要意义,1证明了万有引力的存

6、在 2“开创了测量弱力的新时代” （英国物理学家玻印廷语） 3使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的一些天体的质量、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质量,标准值:,常用值:,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6.6710-11 N,测出G值的意义： 证明万有引力定律的正确；开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广； 卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的人”！,一粒芝麻重的几千分之一,假设质量分别是50Kg,间距为0.5m.,试估算同桌的两位同学之间的万有引力.,说明： 一般物体间的万有引力可忽略不计，天体间 的万有引力则

7、决定了天体的运动。,趁热打铁二,如图,两球的半径分别为r1和r2, 而球的质量分布均匀,大小分别为m1,m2,则两球间的万有引力大小为( ) A. B. C. D.,D,对于质量分布均匀的球体之间,无论距离远近都可以视为质点用公式计算.,趁热打铁三,万有引力定律适用条件,万有引力定律只适用质点间引力大小的计算. 当两物体是质量均匀分布的球体时,式中的r是指两球心间距离. 若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按定律求出各质点间的引力,再矢量合成合力.,应用时注意：1普遍性:任何物体之间都存在. 2相互性:符合牛顿第三定律. 3宏观性:只对宏观物体有意义.,思考： 课本P

8、43 问题与练习 1,铸铁成剑,一般情况下，可认为重力和万有引力相等,重力是万有引力的一个分力,五、重力与万有引力,N,S,O1,知道万有引力常量G的数值,地球质量就可求得.若已知G6.6710-11Nm2/kg2,g=9.8m/s2,地球半径R6.4106m,求地球的质量是多少？,解:物体在地球表面受到的重力可以认为和万有引力相等,则:,剑峰直指,设想把质量为m的物体放在地球的中心,地球质量为M,半径为R,则物体与地球间的万有引力是（ ）,A零,B无穷大,D无法确定,C,解析：地心周围的物体对放到地心处的物体的万有引力的合力为零，所以选项A正确,A,思考,本 节 小 结,1了解牛顿发现万有引力定律的思考过 程，体会研究物理问题的方法。 2万有引力定律的内容及具体应用。 3介绍万有引力恒量的测定方法，体会 微小量的放大方法。,作业：课本P43 问题与练习 2、3、4,祝学习愉快,