太阳与行星间的引力 (2)2精品文稿.ppt

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1、太阳与行星间的引力第1页，本讲稿共15页万有引力定律万有引力定律第2页，本讲稿共15页【讨论】根据下列是当时可以测量的数据，如何证明月亮受力满【讨论】根据下列是当时可以测量的数据，如何证明月亮受力满足足“平方反比平方反比”的关系？的关系？地表重力加速度：地表重力加速度：g=9.8m/s2 地球半径：地球半径：R=6400103m 月亮周期：月亮周期：T=27.3天天2.36106s 月亮轨道半径：月亮轨道半径：r 60R？计算验证计算验证：结果表明结果表明：维持月球绕地球运动的力和使苹果下落的力维持月球绕地球运动的力和使苹果下落的力真的是同一种力！真的是同一种力！一、月一、月 地检验地检验计算

2、结果计算结果：第3页，本讲稿共15页二、万有引力定律二、万有引力定律1 1、内容：、内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引，自然界中任何两个物体都是相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量引力的大小跟这两个物体的质量m1和和m2的乘积的乘积成正比，跟它们的距离成正比，跟它们的距离r的二次方成反比。的二次方成反比。3 3、单位：质量、单位：质量m m（kgkg）；距离）；距离r r（m m）；）；力力F F（N N）2、公式：、公式：第4页，本讲稿共15页4 4、公式适用条件、公式适用条件(定律无限制定律无限制)：（1 1）两个质点）两个质点（2 2）两个质量分布均匀的球体，）两个质量分布均匀的球

3、体，r r为两个为两个球心间的距离球心间的距离不能看作质点时的处理不能看作质点时的处理方法方法 当研究物体不能看作质点时，可以把物当研究物体不能看作质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出每个质点体假想分割成无数个质点，求出每个质点受到的引力，然后求合力。受到的引力，然后求合力。第5页，本讲稿共15页三、引力常量三、引力常量式中式中G G 叫引力常量叫引力常量 英国的卡文迪许英国的卡文迪许第一次在实验室中比较精确的第一次在实验室中比较精确的测量出测量出G的数值。的数值。称为扭秤实验称为扭秤实验。目前比较精确的目前比较精确的G 6.6725910-11Nm2/kg2通常取通常取 G 6.67

4、10-11Nm2/kg2 引力常量是自然界中少数几个最重要的物引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一理常量之一第6页，本讲稿共15页 引力常量的测量引力常量的测量扭秤实验扭秤实验【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？法测量？（1）实验原理：）实验原理：科学方法科学方法放大法放大法卡文迪许卡文迪许卡文迪许实验室卡文迪许实验室第7页，本讲稿共15页卡文迪许卡文迪许扭秤扭秤实验实验引力常量的测定：引力常量的测定：第8页，本讲稿共15页引力引力扭转扭转力矩力矩金属丝扭金属丝扭转转 平面镜平面镜 转转动角度动角度金属丝金属丝 扭扭转角度转

5、角度反射光反射光转动转动光点移光点移动动引力引力力矩力矩放放大大放放大大放大放大扭称原理流程图：扭称原理流程图：第9页，本讲稿共15页 【生活实例】【生活实例】粗略的计算一下两个质量为粗略的计算一下两个质量为50kg50kg，相距，相距0.5m0.5m的人之间的引力多大。的人之间的引力多大。一粒芝麻重的几千分之一一粒芝麻重的几千分之一G值的物理含义：值的物理含义：两个质量为两个质量为1kg的物体相距的物体相距1m时，它们之间万有引力时，它们之间万有引力为为6.6710-11 N测出测出G值的值的意义意义：证明万有引力定律的正确；证明万有引力定律的正确；开创了微小量测量的先河，开创了微小量测量的

6、先河，使科学放大思想得到推广；使科学放大思想得到推广；卡文迪许被称为卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的人第一个称量地球质量的人”！第10页，本讲稿共15页 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 已知：太阳的质量为已知：太阳的质量为M=2.010M=2.0103030kgkg，地球质，地球质量为量为m=5.810m=5.8102525kgkg，日地之间的距离为，日地之间的距离为R=1.510R=1.5101111m m 3.51022N非常大，能够拉断直径为非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。的钢柱。3.51022(N)而太阳对质量为而太阳对质量为50kg的人，引力很

7、小，的人，引力很小，不到不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。当然我们感受不到太阳的引力。第11页，本讲稿共15页小小 结结一、月地检验一、月地检验 证实了行星与卫星间的引力和地球与地面上证实了行星与卫星间的引力和地球与地面上的物体间的引力是同一种性质的力。的物体间的引力是同一种性质的力。二、万有引力定律二、万有引力定律1、内容、内容2、公式、公式3、公式公式适用条件适用条件 （1 1）两个质点）两个质点 （2 2）两个质量分布均匀的）两个质量分布均匀的 球体。球体。r r为两个球心间的距离为两个球心间的距离三、引力常量三、引力常量 卡文迪许卡文迪许扭秤扭秤实验实验 G 6.6710-11

8、Nm2/kg2第12页，本讲稿共15页课堂练习：1.P71 问题与练习1课堂作业：P71 问题与练习2、3第13页，本讲稿共15页73 万有引力定律万有引力定律 问题与练习参考解答：1答：假设两个人的质量都为假设两个人的质量都为60kg，相距，相距1m，则它们之间的万有引力可估算：，则它们之间的万有引力可估算：=6.6710710-11-112.4102.410-7-7N N 这样小的力我们是无法察觉到的，所以我这样小的力我们是无法察觉到的，所以我们通常分析物体受力时不需要考虑物体间的万们通常分析物体受力时不需要考虑物体间的万有引力。有引力。第14页，本讲稿共15页2.解：根据万有引力定律根据万有引力定律=6.6710710-11-11=1.1910=1.19102828N N可见可见天体之间的万有引力是很大的天体之间的万有引力是很大的。3.解：解：根据万有引力定律根据万有引力定律=6.6710710-11-11=3.410=3.410-37-37N N第15页，本讲稿共15页