萬有引力定律公開課

1、關(guān)于萬有引力定律公開課第一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月是什么原因使行星繞太陽公轉(zhuǎn)而沒有離開太陽？第二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月牛頓：太陽對行星的引力使行星繞太陽公轉(zhuǎn)不能飛離太陽第三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒有離開地球？思考第四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月是什么原因使人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動?思考第五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月樹上熟透的蘋果掉下來落到地面上地面上的物體，被拋出去后總要落回地面，是什么原因使物體不離開地球呢？思考第六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一、萬有引力的猜想事實(shí)：太

2、陽對行星的引力使行星繞太陽公轉(zhuǎn)而不飛離太陽.猜想： 地球?qū)υ虑虻囊κ乖虑蚶@地球公轉(zhuǎn)而不飛離地球？ 地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力使蘋果不離開地球？第七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月繼續(xù)猜想： 太陽對行星的引力 地球?qū)υ虑虻囊?地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力也許是同一種力，遵從相同規(guī)律第八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月二、萬有引力的檢驗(yàn)-月-地檢驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證 地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力 地球?qū)υ虑虻囊ψ裱悸罚?、假定猜想成立，理論推導(dǎo) 2、實(shí)際測量 若二者結(jié)果一致則假設(shè)成立若二者結(jié)果不一致則假設(shè)就不成立第九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月月-地檢驗(yàn)地球?qū)μO果的引力: 理論推

3、導(dǎo)1、先假定猜想成立：蘋果下落的加速度: 第十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月地球?qū)υ虑虻囊? 蘋果下落的加速度: 月球繞地球公轉(zhuǎn)的加速度：第十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月在牛頓的時(shí)代，已能比較精確測定：月球與地球的距離 3.8108m月球公轉(zhuǎn)周期 T=27.3天地球的自由落體加速度 g=9.8m/s2求月球公轉(zhuǎn)的向心加速度：實(shí)際測量計(jì)算與假設(shè)的理論推導(dǎo)結(jié)果一致即：月球公轉(zhuǎn)軌道半徑 r=3.8108m實(shí)際測量2、第十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月驗(yàn)證結(jié)論：地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力地球?qū)υ虑虻囊μ枌π行堑囊κ峭环N性質(zhì)力，都遵循第十三張，PPT共三十

4、七頁，創(chuàng)作于2022年6月問題1：地面上的兩個(gè)物體間是否存在引力？問題2：若地面上的兩個(gè)物體間存在引力，為何兩個(gè)物體 沒有在引力作用下緊靠在一起？宇宙中的一切物體間都有引力:大膽設(shè)想：第十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月事實(shí)上，自然界中任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體間都存在引力.1687年牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律三、萬有引力定律的得出第十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月萬有引力定律1.內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小F與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們的距離r的二次方成反比.2.公式：m1,m2 -兩物體的質(zhì)量r -兩物體間的距離G

5、-比例系數(shù)，叫引力常量，適用于任何物體，G的國際單位 Nm2/kg2m1m2FFr第十六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3.萬有引力的理解 普遍性：任何兩個(gè)物體之間都存在引力（大到天體小到微觀粒子），萬有引力是自然界中物體間的基本相互作用之一 相互性：萬有引力也是力的一種，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛頓第三定律 宏觀性：通常情況下萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義。在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計(jì)第十七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.公式 的適用條件：（理想情況）兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)

6、間引力大小的計(jì)算（實(shí)際情況）若兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)大于物體本身大小時(shí)，兩個(gè)物體可看成質(zhì)點(diǎn)如：太陽與行星間 地球與月球間m1m2FFrr 為兩質(zhì)點(diǎn)間的距離r為兩天體中心的距離第十八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 質(zhì)量分布均勻的兩個(gè)球體，可視為質(zhì)量集中于球心r為物體到地心的距離r為兩球心間的距離第十九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月例1.由公式當(dāng)兩物體之間的距離 時(shí),兩個(gè)物體可視為質(zhì)點(diǎn)，公式適用，則兩物體之間的引力可知，問題：當(dāng)兩物體間的距離 時(shí),則兩物體之間的引力 ,這種觀點(diǎn)對么？ 【解析】 ：當(dāng)兩物體間距離 時(shí)，物體不能看成質(zhì)點(diǎn)，公式 已不再適用第二十張，PPT共三十七頁，

7、創(chuàng)作于2022年6月牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律 ，但卻無法算出兩個(gè)天體間的萬有引力大小，因?yàn)樗恢酪ΤＡ縂的值.第二十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月四、萬有引力定律的檢驗(yàn)-引力常量G的測量實(shí)驗(yàn)第二十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1798年，英國物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置,第一次在實(shí)驗(yàn)室里對兩個(gè)鉛球間的引力大小F做了精確測量和計(jì)算，比較準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值rFrFmmmm引力常量G的測量實(shí)驗(yàn)第二十三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月放大思想實(shí)驗(yàn)原理：rFrFmmmm第二十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月G的含義表示兩質(zhì)量m1 =m2=

8、1kg的勻質(zhì)小球，相距r=1m時(shí)萬有引力的大小引力常量通常取第二十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月測定引力常量G的重要意義1、用實(shí)驗(yàn)證明了萬有引力的存在2、使萬有引力定律公式有了真正的實(shí)用價(jià)值 可以計(jì)算天體間的引力大小， 可間接計(jì)算天體的質(zhì)量、平均密度等 如：根據(jù)地球表面的重力加速度可以測定地球的質(zhì)量第二十六張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 例2：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律說明：開普勒第三定律 中k是一個(gè)與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān)的常量.太陽與行星的距離建立模型行星繞太陽近似做勻速圓周運(yùn)動行星公轉(zhuǎn)軌道半徑由萬有引力定律和牛頓第二定律得第二十七張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于

9、2022年6月 例2：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律說明：開普勒第三定律 中k是一個(gè)與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān)的常量.第二十八張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月萬有引力與重力知識拓展FnG 向心力萬有引力F引 重力G=mgmR第二十九張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 在兩極： 在赤道： 赤道表面物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力第三十張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月由于物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力很小,則萬有引力大小近似等于重力卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室里測出了引力常量G的值，他把自己的實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”。在實(shí)驗(yàn)室里測量幾個(gè)鉛球之間的引力，就可以稱量地球，這不能不說是一個(gè)科學(xué)奇跡。著名

10、文學(xué)家，馬克吐溫滿懷激情地說“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟然贏得那么多收獲！”第三十一張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月課堂小結(jié)太陽與行星間的引力:萬有引力的猜想：萬有引力的檢驗(yàn)：推廣：萬有引力定律的檢驗(yàn)：下一課：萬有引力理論的成就萬有引力定律的得出:“天上”的力與“人間”的力是同一種力月-地檢驗(yàn)宇宙中一切物體間都有引力引力常量G的測量實(shí)驗(yàn)第三十二張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程往往是大膽猜想和嚴(yán)格求證的結(jié)合.第三十三張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1、萬有引力定律得出的思路和過程2、萬有引力定律的理解第三十四張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1.既然任何物體間都存在著引力，為什么當(dāng)兩個(gè)人接近時(shí)不會吸在一起?我們通常分析物體的受力時(shí)是否需要考慮物體間的萬有引力？請你根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)用合理的數(shù)據(jù)，通過計(jì)算說明以上兩個(gè)問題。故它們之間的引力很小，且小于它們與地面間的摩擦力，故兩人不會吸在一起；受力分析時(shí)可不考慮物體間引力問題與練習(xí)第三十五張，PPT共三十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、大