高中物理必修二萬有引力.ppt

6-3 萬有引力定律,為什么行星不會(huì)飛離太陽呢？,為什么月亮也不會(huì)飛離地球呢？,為什么蘋果會(huì)落地呢？,行星繞太陽運(yùn)動(dòng)、月亮繞地球運(yùn)動(dòng)、蘋果落地、這些現(xiàn)象引起了牛頓的沉思。,一、牛頓是怎樣發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的？,1、牛頓的思考： (1) “天上的力”和“人間的力”是不是同一種力，遵循相同的規(guī)律呢？ (2) 地球表面的重力是否能延伸到很遠(yuǎn)的地方，會(huì)不會(huì)作用到月球上呢？,2、牛頓的猜想： 蘋果與月球受到的引力可能是同一種力! 這種力可能都遵從與距離平方成反比的關(guān)系。,根據(jù)下列數(shù)據(jù)(當(dāng)時(shí)可以測量) ，如何證明月亮受力滿足“平方反比”的關(guān)系？,計(jì)算驗(yàn)證：,計(jì)算結(jié)果：,3、牛頓是怎樣進(jìn)行“月地檢驗(yàn)”的？,地表重力加速度：g = 9.8 m/s2 地球半徑：R = 6400103m 月亮周期：T = 27.3天2.36106 s 月亮軌道半徑：r 60R=3 .84108m,？,數(shù)據(jù)表明，地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，以及太陽與行星間的引力，真的遵從相同的規(guī)律！,我們的思想還可以更解放！是否任意兩個(gè)物體之間都有這樣的力呢？,二、萬有引力定律 1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。,3、G 為引力常量，G = 6.6710-11 N m2/kg2， 由卡文迪許用扭秤測出的,2、表達(dá)式：,4、適用條件：r 是質(zhì)點(diǎn)與質(zhì)點(diǎn)之間的距離(或者是均勻球體球心之間的距離)。,思考：若一質(zhì)量為m的物體放于地球的球心（地球質(zhì)量為 M，半徑為R）；問物體受到的引力多大？,A公式中 G 為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測得的，而不是人為規(guī)定的 B當(dāng) r 趨近于零時(shí)，萬有引力趨近于無窮大 Cm1 與 m2 受到的引力總是大小相等的，與 m1、m2 是否相等無關(guān) Dm1 與 m2 受到的引力總是大小相等、方向相反的，是一對平衡力,例題1、對于萬有引力定律的表達(dá)式 下面說法中正確的是( ),AC,例題2、如圖所示，r 雖然大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為 ( ),D,我們?nèi)伺c人之間也一樣存在萬有引力，可是為什么我們感受不到呢？,例題3、估算兩個(gè)質(zhì)量 50 kg 的同學(xué)相距 0.5 m 時(shí)之間的萬有引力約有多大？,三、引力常量的測量扭秤實(shí)驗(yàn) 1、 實(shí)驗(yàn)原理：科學(xué)方法放大法,卡文迪許,卡文迪許實(shí)驗(yàn)室,2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果：G = 6.6710-11 N m2/kg2,3、G 值的物理含義：兩個(gè)質(zhì)量為 1 kg 的物體相距 1 m時(shí)，它們之間萬有引力為 6.6710-11 N,4、卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)的意義： (1) 證明了萬有引力的存在，使萬有引力定律進(jìn)入了真正實(shí)用的時(shí)代； (2) 開創(chuàng)了微小量測量的先河，使科學(xué)放大思想得到了推廣。,那么太陽與地球之間的萬有引力又是多大呢？,已知：太陽的質(zhì)量為M = 2.01030 kg，地球質(zhì)量為m = 5.981024 kg，日、地之間的距離為R = 1.51011 m,F = GMm/R2,3.51022 N 非常大，能夠拉斷直徑為 9000 km 的鋼柱。,=3.51022(N),而太陽對質(zhì)量為 50 kg 的人，引力很小，不到 0.3 N 。當(dāng)然我們感受不到太陽的引力。,四、學(xué)習(xí)思考,縱觀萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程，你覺得科學(xué)發(fā)現(xiàn)的一般過程是什么？你能概括一下嗎？,對現(xiàn)象的一般觀察； 提出假設(shè)； 運(yùn)用邏輯（包括數(shù)學(xué)）得出推論； 通過試驗(yàn)對推論進(jìn)行檢驗(yàn)； 對假說進(jìn)行修正和推廣。,1、已知地球質(zhì)量大約是 61024 kg，地球半徑為 6370 km，地球表面的重力加速度 9.8 m/s2，求：（1）地球表面一質(zhì)量為 10 kg 物體受到的萬有引力？（2）地球表面一質(zhì)量為 10 kg 物體受到的重力？（3）比較萬有引力和重力？,2、兩顆行星都繞太陽做勻