2太陽與行星間的引力 萬有引力定律

1、2.太陽與行星間的引力 萬有引力定律 1【知識目標(biāo)】 了解萬有引力定律得出的思路和過程 理解萬有引力定律的含義并會推導(dǎo)萬有引力定律 了解卡文迪許實驗裝置及其原理；知道引力常量的意義及其數(shù)值【重點】 萬有引力定律【難點】 對萬有引力定律的認(rèn)識及應(yīng)用2行星運動原因的探索過程 1、17世紀(jì)前，認(rèn)為行星運動無需動因； 2、伽利略認(rèn)為：一切物體都有合并的趨勢，合并趨勢導(dǎo)致行星圓周運動； 3、開普勒認(rèn)為：來自太陽的類似磁力的作用使行星繞太陽運動； 4、笛卡爾認(rèn)為：行星周圍有旋轉(zhuǎn)的以太物質(zhì)作用在行星上，使行星繞太陽運動； 5、胡克等人認(rèn)為：行星繞太陽運動是因為受到了太陽對它的引力； 6、牛頓認(rèn)為：以任何方式

2、改變速度(包括改變速度的方向)都需要力，并利用他的運動定律把行星的向心加速度與太陽對它的引力聯(lián)系起來。3 太陽對行星的引力F為行星所受的向心力圓周運動中：V=2rT開普勒定律變形為 這表明：太陽對不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間距離的二次方成反比。代入上式得到太陽對行星的引力4 由牛頓第三定律，行星吸引太陽的力跟太陽吸引行星的力，大小相等且性質(zhì)相同。行星對太陽的引力5太陽與行星間的引力 F和F的大小相等，所以我們可以概括地說，太陽與行星間引力的大小與太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者距離的二次方成反比，即寫成等式就是 式中G是比例系數(shù)，與太陽、行星無關(guān)； 太陽與行星間引力的

3、方向沿著二者的連線。6設(shè) 想 1、既然是行星與太陽之間的力使得行星不能飛離太陽，那么，地球與太陽之間的吸引力會不會與地球吸引蘋果的力是同一種力呢? 2、即使在最高的建筑物上和最高的山頂上，都不會發(fā)現(xiàn)重力有明顯的減弱，那么，這個力會不會延伸作用到月球上?拉住月球圍繞地球運動？ 這個力，與拉著蘋果下落的力，以及地球、眾行星與太陽之間的作用力是否是同一種力，遵循相同的規(guī)律?7 月球到地心的距離是地面上物體到地心距離(地球半徑)的60倍。 如果月球受到地球的引力與地面上物體受到的力是同一種力，也就是引力的大小與距離的二次方成反比，那么月球的向心加速度應(yīng)該是地面上物體重力加速度g的1/602。 月地檢驗

4、8 牛頓根據(jù)月球的周期和軌道半徑，計算了月球圍繞地球做圓周運動的向心加速度為： a=42r/T2=2.7410-3m/s2。 地球表面的重力加速度g=9.8m/s2 a=9.8/602=2.2710-3m/s2. 兩者十分接近，為牛頓的假想提供了有力的事實根據(jù) 這就是著名的月地檢驗 數(shù)據(jù)表明，地面物體所受地球的引力，與月球所受地球的引力，真的是同一種力。9 既然行星與太陽之間、地球與月球之間，以及地球與地面物體之間具有“與兩個物體質(zhì)量成正比，與它們的距離的二次方成反比”的吸引力。于是我們可以大膽地把以上結(jié)論推廣到宇宙的一切物體之間。大膽推廣10萬有引力定律 2、表達(dá)式：N.其中，引力常量：G=

5、6.67/ 1、內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，跟它們的距離r的二次方成反比。11 嚴(yán)格地說，萬有引力定律只適用于質(zhì)點間的相互作用 兩個質(zhì)量分布均勻的球體間相互作用，也可用本定律來計算，r是兩個球體球心間的距離 一個均勻球體與球外一個質(zhì)點的萬有引力也適用，其中r為球心到質(zhì)點間的距離 兩個物體間距離遠(yuǎn)大于物體本身大小時，公式也近似適用，其中r為兩物體質(zhì)心間的距離萬有引力定律的適用條件12 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力，但卻無法算出兩個天體之間萬有引力的大小，因為他不知道引力常量G的值。 一百多年以后，英國物理學(xué)家卡文迪許在實驗室里通過幾個鉛球之間萬

6、有引力的測量，比較準(zhǔn)確地得出了G的數(shù)值。 標(biāo)準(zhǔn)值為G=6.6725910-11Nm2/kg2. 通常取G=6.67 10-11Nm2/kg2. 引力常量是自然界中少數(shù)幾個最重要的物理常量之一。引 力 常 量13對萬有引力定律的理解 (1)普遍性它存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間，不管它們之間是否還有其他作用力 (2)普適性G是一個僅和m、r、F單位選擇有關(guān)，而與物體性質(zhì)無關(guān)的恒量 (3)兩物體間的引力，是一對作用力和反作用力 (4)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，把地面上物體和天體的運動規(guī)律統(tǒng)一起來，打破了天體運動的神秘論，增強了人們認(rèn)識自然、認(rèn)識宇宙的信心14 1關(guān)于萬有引力定律的適用范圍，下列說法中正

7、確的有( ) A只適用于天體，不適用于地面的物體 B只適用于球形物體，不適用于其他形狀的物體 C 只適用于質(zhì)點，不適用于實際物體 D適用于自然界中任何兩個物體之間D15下列事例中，不是由于萬有引力起決定作用的物理現(xiàn)象是( ) A月亮總是在不停地繞著地球轉(zhuǎn)動 B地球周圍包圍著稠密的大氣層，它們不會散發(fā)到太空去 C潮汐 D把許多碎鉛塊壓緊，就成為一塊鉛塊D16 3關(guān)于萬有引力的說法，正確的有( ) A物體落到地面上，說明地球?qū)ξ矬w有引力，物體對地球沒有引力 B萬有引力定律是牛頓在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的 C地面上自由下落的蘋果和天空中運行的月亮，受到的都是地球的萬有引力 DF=Gm1m2/r2中的G是一個比例常數(shù)，是沒有單位的BC17 4某實心均勻球半徑為R，質(zhì)量為M，在球外殼離球面h高處有一質(zhì)量為m的質(zhì)點，則其萬有引力大小為( ) AGMmR2 BGMm/(R+h)2 CGMmh2 DGMm(R2+h2)B185有兩個大小相同的實心小鐵球，它們緊靠在一起時，相互之間的萬有引力為F，若換成兩個半徑為原來2倍的實心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力是( )A2F B4F C8F D16FD19 6兩個物體之間的萬有引力大小為F1，若兩物之