《萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的》ppt課件

1、萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的授課人：景海霞想一想：想一想：蘋(píng)果樹(shù)上的蘋(píng)果為什么會(huì)落到地面上來(lái)？如果把蘋(píng)果樹(shù)挪到月球上，蘋(píng)果還會(huì)落回地球嗎？開(kāi)普勒說(shuō)行星的運(yùn)動(dòng)是由于太開(kāi)普勒說(shuō)行星的運(yùn)動(dòng)是由于太陽(yáng)磁力吸引的緣故，磁力與距陽(yáng)磁力吸引的緣故，磁力與距離成反比。離成反比。笛卡爾說(shuō)宇宙由不停旋轉(zhuǎn)著的微粒所組笛卡爾說(shuō)宇宙由不停旋轉(zhuǎn)著的微粒所組成，微粒的運(yùn)動(dòng)形成漩渦，太陽(yáng)和行星成，微粒的運(yùn)動(dòng)形成漩渦，太陽(yáng)和行星在各自的漩渦中心，行星漩渦帶動(dòng)衛(wèi)星在各自的漩渦中心，行星漩渦帶動(dòng)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)的漩渦帶動(dòng)行星和衛(wèi)星一起運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)的漩渦帶動(dòng)行星和衛(wèi)星一起運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。胡克說(shuō)我和雷恩胡克說(shuō)我和雷恩哈恩都

2、認(rèn)為行星的運(yùn)動(dòng)是太陽(yáng)引力的緣故，并且力的大小與到太陽(yáng)哈恩都認(rèn)為行星的運(yùn)動(dòng)是太陽(yáng)引力的緣故，并且力的大小與到太陽(yáng)距離的平方成反比。距離的平方成反比。閱讀課本并思考：閱讀課本并思考：什么力來(lái)維持行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)呢？什么力來(lái)維持行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)呢？思考探究思考探究1： 從開(kāi)普勒第 一定律可知，行星運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌跡并不是 圓形的，而是橢圓軌道，那么在橢圓軌道下這個(gè)引力大小是否還和距離的二次方成反比呢？ 牛頓在前人的基礎(chǔ)上，憑借他超人的數(shù)學(xué)能力證明了：如果太陽(yáng)和行星的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌跡是橢圓。一一.萬(wàn)有引力定律的得出：萬(wàn)有引力定律的得出：想一想：想一想： 如果認(rèn)為行星繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)

3、，那么：誰(shuí)來(lái)充當(dāng)向心力？太陽(yáng)對(duì)行星的引力充當(dāng)向心力太陽(yáng)對(duì)行星的引力充當(dāng)向心力rvF2mTrv2224TmrF代入代入:rvF2m有有:得：kTr23krT32224rmkF所以：所以：224TmrF代入得：代入得：即：即： 2rmF 即即: 太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離的二太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離的二次方成反比。次方成反比。224rmkFFF行星行星太陽(yáng)太陽(yáng) 此時(shí)牛頓已經(jīng)得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在這里，就是行星此時(shí)牛頓已經(jīng)得到他的第三定律，即作用力等于反作用力，用在這里，就是行星對(duì)太陽(yáng)也有引力。同時(shí)，太陽(yáng)

4、也不是一個(gè)特殊物體，它和行星之間的引力也應(yīng)和自己對(duì)太陽(yáng)也有引力。同時(shí)，太陽(yáng)也不是一個(gè)特殊物體，它和行星之間的引力也應(yīng)和自己的質(zhì)量的質(zhì)量M成正比，即成正比，即2rMmF 綜合上述結(jié)論可知：太陽(yáng)與行星之間的引力，與它們質(zhì)量的乘積成正比，與它們距離的平方成反比。這就是牛頓的萬(wàn)有引力定律。寫(xiě)成公式為：2rMmGF 萬(wàn)有引力定律是否只存在于行星和太陽(yáng)之間? 不僅存在于太陽(yáng)和行星之間不僅存在于太陽(yáng)和行星之間, ,同時(shí)它存在于世間萬(wàn)物之間。同時(shí)它存在于世間萬(wàn)物之間。地球地球月球地球地球地面上的物體 萬(wàn)有引力定律是否適用與行萬(wàn)有引力定律是否適用與行星與衛(wèi)星及地面上的物體之間呢星與衛(wèi)星及地面上的物體之間呢? ?

5、 對(duì)于行星與衛(wèi)星之間對(duì)于行星與衛(wèi)星之間, ,地面上地面上的物體之間同樣存在著相互作用的萬(wàn)有引力。的物體之間同樣存在著相互作用的萬(wàn)有引力。1.內(nèi)容:自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比. 2.如果用m1,m2表示兩物體的質(zhì)量,用r表示兩物體間的距離,那么萬(wàn)有定律可以表示為:122FGrm m二二. .萬(wàn)有引力定律：萬(wàn)有引力定律： 3.引力常量引力常量G適用于任何兩個(gè)物體適用于任何兩個(gè)物體,它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是它在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1的物體相距的物體相距1m時(shí)相時(shí)相互作用力的大小互作用力的大小.其標(biāo)準(zhǔn)值為其標(biāo)準(zhǔn)值為:通常

6、情況下取通常情況下取2211/1067259. 6kgNmG2211/1067. 6kgNmG應(yīng)用質(zhì)疑應(yīng)用質(zhì)疑1 1： 如圖所示，兩球的質(zhì)量均勻分布，大小分別為如圖所示，兩球的質(zhì)量均勻分布，大小分別為m1 =10kg、 m2 =30kg=30kg ，兩顆鐵球質(zhì)，兩顆鐵球質(zhì)心間的距離為心間的距離為2m,請(qǐng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算它們之間的萬(wàn)有引力？請(qǐng)用萬(wàn)有引力定律計(jì)算它們之間的萬(wàn)有引力？NF8105 . 1應(yīng)用質(zhì)疑應(yīng)用質(zhì)疑2 2：)/1067. 6(,105 . 1,100 . 21089. 52211113024kgmNGmkgkg取的引力大小求太陽(yáng)對(duì)地球的軌道半徑為地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的質(zhì)量為，太陽(yáng)已知

7、地球的質(zhì)量為 4. 適用條件：適用條件：兩質(zhì)點(diǎn)兩質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力間的萬(wàn)有引力,則則r為兩質(zhì)點(diǎn)間距為兩質(zhì)點(diǎn)間距質(zhì)量分布均勻的兩球體均勻的兩球體間的萬(wàn)有引力間的萬(wàn)有引力,r應(yīng)是兩球心間距應(yīng)是兩球心間距一均勻球體與球外一質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力，為質(zhì)點(diǎn)到球心間的距離一均勻球體與球外一質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力，為質(zhì)點(diǎn)到球心間的距離距離遠(yuǎn)大于本身大小的兩物體間的萬(wàn)有引力，兩物體質(zhì)心間的距離距離遠(yuǎn)大于本身大小的兩物體間的萬(wàn)有引力，兩物體質(zhì)心間的距離 5. 5.萬(wàn)有引力的特點(diǎn)：萬(wàn)有引力的特點(diǎn)：普遍性普遍性相互性相互性宏觀性宏觀性 6.萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義: 它對(duì)物理學(xué)它對(duì)

8、物理學(xué),天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響; 它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來(lái); 對(duì)科學(xué)文化發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用對(duì)科學(xué)文化發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用,解放了人們的思想解放了人們的思想,給人們探索自然的奧秘給人們探索自然的奧秘建立了極大信心建立了極大信心,人們有能力理解天地間的各種事物人們有能力理解天地間的各種事物. 萬(wàn)有引力和重力之間有何關(guān)系萬(wàn)有引力和重力之間有何關(guān)系? 萬(wàn)有引力對(duì)相對(duì)于地面靜止的物體產(chǎn)生兩個(gè)作用效果萬(wàn)有引力對(duì)相對(duì)于地面靜止的物體產(chǎn)生兩個(gè)作用效果: :一是重力一是重力; ;一是隨地球自轉(zhuǎn)的一是隨地球

9、自轉(zhuǎn)的向心力向心力, ,所以重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力所以重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力月-地實(shí)驗(yàn)介紹： 牛頓根據(jù)月球的周期和軌道半徑，計(jì)算出了月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為：232242.74 10/ram sT29.8/gm s一個(gè)物體在地球表面的加速度為：若把這個(gè)物體移到月球軌道的高度，其加速度也應(yīng)是月球的向心加速度之值，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可以導(dǎo)出：kTraTrar（ ，而 ，則 ）ar 因?yàn)樵滦牡降匦牡木嚯x是地球半徑的60倍，即：32212.27 10/60agm s 兩個(gè)結(jié)果非常接近，這一發(fā)現(xiàn)為牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律提供了有利的論據(jù)，即地球?qū)Φ孛嫖矬w的引力與天體間的引力本質(zhì)是同一種力，遵循同一規(guī)律?！敬鸢浮?AC【解析】 引力常量G是卡文迪許利