《万有引力定律》教学课件- 高一下学期物理人教版必修2.ppt

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1、,万有引力定律,F,行星,r,O,M,m,太阳、行星间的引力,使物理下落的力与太阳行星间的引力是同一种力吗？,牛顿的思考,牛顿的思考,使物体下落的力和地球对月球的引力使同一种力吗？,使月球绕着地球运动的力,太阳、行星间的引力,使苹果下落的力,牛顿的思考,牛顿的猜想,苹果与月球受到的引力可能是同一种力! 这种力可能都遵从与距离平方成反比的关系。,一、月-地检验,目的：,方法：,理论推导结果与实际数据比对：,验证使月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是同一种力，都遵从“平方反比”的规律。,1、假设猜想是正确的，由理论上得出地表处和月轨处的加速度关系；,2、由当时已有数据计算月球轨道处的加速度，与地面

2、出的加速度相比，与理论数据比较。,理论推导：,已知月球围绕地球运动的轨道半径为地球半径的倍，即,在月轨处，有,在地表处，有,应有,地表重力加速度：g = 9.8m/s2地球半径： R = 6.4106m月亮周期： T = 27.3天2.36106s 月亮轨道半径： r 60R=3.84108m,如何测量月轨处的加速度？,实际推导：,牛顿时代已经精确测量数据,验证成功,使地面物体下落的力，使月球绕着地球运动的力，与太阳、行星的引力，真的遵从相同的“平方反比”规律。,结论,更大胆的猜想！是不是任何两个物体之间是不是都存在着这样的引力呢？,二、万有引力定律,1、内容： 自然界中任何两个物体都相互吸引

3、，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与跟物体的质量m1和m2的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比。,2、表达式：,注意：式中各量单位均为国际单位，G为常量，叫引力常量,3、适用条件：,适用于两个质点间的万有引力大小计算；,适用于质量分布均匀的球体间，r就是球心间的距离；,适用于质量分布均匀的球体与质点间引力的计算。,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。,三、引力常量 G 的测量,目前推荐的标准值为G=6.6725910-11Nm2/kg2 ，通常取G=6.6710-1

4、1Nm2/kg2。,G的物理意义：质量为1kg的质点相距为1m时，它们之间的引力是6.6710-11N。,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。,开创了微小量测量的先河，使科学放 大思想得到推广。,卡文迪许扭秤实验的意义,为什么我们彼此没有相互聚拢？,思考：,1. 两个质量为60 kg的人，相距1 m时，请估测他们之间的万有引力是多少？,解：,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量 1010倍，即 2.01040 kg，小麦哲伦云的质量为太阳质量的 109 倍，两者相距 5104 光年，求它们间的引力。

5、,解：,(1光年= 9.51015m),四、对万有引力的理解,普遍性：任何客观存在的有质量的物体之间都存在着这种吸引力。,相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。,宏观性：对质量巨大的天体间或天体与附近物体之间才有现实的意义，分析地球表面物体受力时不需考虑其他物体的引力。,特殊性：两个物体间的万有引力只与它们本身质量有关，与它们间的距离有关。,五、万有引力定律的历史意义,1、17世纪自然科学最伟大的成果之一，它把地面上物体受到的力和天体受到的力统一了起来，第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。2、在文化发展史上的重大意义：使人们建立了有能力理解天地间的各种事物的信心，解放了人们的思想，在科学文化的发展史上起了积极的推动作用。,the end,