高中物理63《萬(wàn)有引力定律》課件

第六章萬(wàn)有引力定律第3節(jié)：萬(wàn)有引力定律第六章萬(wàn)有引力定律第3節(jié)：萬(wàn)有引力定律11.了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程。2.理解萬(wàn)有引力定律的含義，掌握用萬(wàn)有引力定律計(jì)算引力的方法。3.記住引力常量G并理解其內(nèi)涵。1.了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程。2是什么原因使行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)而沒(méi)有離開太陽(yáng)？是什么原因使行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)而沒(méi)有離開太陽(yáng)？3牛頓：太陽(yáng)對(duì)行星的引力使行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)不能飛離

太陽(yáng)。F行星rOMm牛頓：太陽(yáng)對(duì)行星的引力使行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)不能飛離F行星rOMm4是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒(méi)有離開地球？人造衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)的原因呢？是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒(méi)有離開地球？人造衛(wèi)星繞地球公轉(zhuǎn)5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？樹上熟透的蘋果掉下來(lái)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6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一、萬(wàn)有引力的猜想事實(shí)：太陽(yáng)對(duì)行星的引力使行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)而不飛離

太陽(yáng)。猜想：一、萬(wàn)有引力的猜想事實(shí)：太陽(yáng)對(duì)行星的引力使行星繞太陽(yáng)公7太陽(yáng)對(duì)行星的引力地球?qū)υ虑虻囊Φ厍驅(qū)Φ孛嫔咸O果的引力繼續(xù)猜想也許是同一種力，遵從相同規(guī)律太陽(yáng)對(duì)行星的引力繼續(xù)猜想也許是同一種力，8二、萬(wàn)有引力的檢驗(yàn)──月─地檢驗(yàn)?zāi)康模?/p>

驗(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?/p>

1.假定猜想成立，理論推導(dǎo)

2.實(shí)際測(cè)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)就不成立二、萬(wàn)有引力的檢驗(yàn)──月─地檢驗(yàn)?zāi)康模鹤裱悸罚喝舳呓Y(jié)9地球?qū)μO果的引力:

1.先假定猜想成立─理論推導(dǎo)蘋果下落的加速度:月─地檢驗(yàn)FrOFrO地球?qū)υ虑虻囊?

月球繞地球公轉(zhuǎn)的加速度：地球?qū)μO果的引力:1.先假定猜想成立─理論推導(dǎo)蘋10在牛頓的時(shí)代，已能比較精確測(cè)定：月球與地球的距離3.8×108m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(cè)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=3.8×108m2.實(shí)際測(cè)量FrO在牛頓的時(shí)代，已能比較精確測(cè)定：實(shí)際測(cè)量計(jì)算與假設(shè)的理論推導(dǎo)11太陽(yáng)對(duì)行星的引力地球?qū)υ虑虻囊Φ厍驅(qū)Φ孛嫔咸O果的引力驗(yàn)證結(jié)論是同一種性質(zhì)的力，都遵偱太陽(yáng)對(duì)行星的引力驗(yàn)證結(jié)論是同一種性質(zhì)的力，12問(wèn)題1：地面上的兩個(gè)物體間是否存在引力？問(wèn)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(méi)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(wàn)有引力定律。問(wèn)題1：地面上的兩個(gè)物體間是否存在引力？宇宙中的一切物體間131.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。2.公式：(1)m1、m2──兩物體的質(zhì)量(2)r

──兩物體間的距離(3)G

──比例系數(shù)，叫引力常量，適用于任何物體，G

的國(guó)際單位N·m2/kg2

三、萬(wàn)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143.萬(wàn)有引力的理解(1)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(wàn)有引力是自然界中物體間的基本相互作用之一。(2)相互性：萬(wàn)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。(3)宏觀性：通常情況下萬(wàn)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(wàn)有引力很不顯著，萬(wàn)有引力可以忽略不計(jì)。3.萬(wàn)有引力的理解(1)普遍性：任何兩個(gè)物體之間都存在15(1)理想情況：兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算4.公式的適用條件(2)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(yáng)與行星間地球與月球間r

為兩質(zhì)點(diǎn)間的距離rFm2m1F?FrMmF?r

為兩天體中心的距離(1)理想情況：兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算4.公式16(3)

質(zhì)量分布均勻的兩個(gè)球體，可視為質(zhì)量集中于球心。FrOrFF?r為物體到地心的距離r

為兩球心間的距離(3)質(zhì)量分布均勻的兩個(gè)球體，可視為質(zhì)量集中于球心。FrO17例1.由公式可知，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，這種觀點(diǎn)對(duì)嗎？解：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。例1.由公式18牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，但卻無(wú)法算出兩個(gè)天體間的萬(wàn)有引力大小，因?yàn)樗恢酪ΤＡ?/p>

G的值。牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律19四、萬(wàn)有引力定律的檢驗(yàn)──引力常量G的測(cè)量實(shí)驗(yàn)四、萬(wàn)有引力定律的檢驗(yàn)──引力常量G的測(cè)量實(shí)驗(yàn)201798年，英國(guó)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(duì)兩個(gè)鉛球間的引力大小

F做了精確測(cè)量和計(jì)算，比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量G的數(shù)值。rFrFmm′mm′引力常量G的測(cè)量實(shí)驗(yàn)1798年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置，第一次21高中物理622放大思想引力常量G的測(cè)量實(shí)驗(yàn)rFrFmm′mm′放大思想引力常量G的測(cè)量實(shí)驗(yàn)rFrFmm′mm′23G

的含義—表示兩質(zhì)量m1=m2=1kg的勻質(zhì)小球，相距r=1m時(shí)萬(wàn)有引力的大小引力常量通常取G的含義—表示兩質(zhì)量m1=m2=1kg的勻質(zhì)24測(cè)定引力常量G

的重要意義1.用實(shí)驗(yàn)證明了萬(wàn)有引力的存在。2.使萬(wàn)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(cè)定地球的質(zhì)量。測(cè)定引力常量G的重要意義1.用實(shí)驗(yàn)證明了萬(wàn)有引25例2.根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律說(shuō)明：開普勒第三定律r

3/T

2=k中k

是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)，只與太陽(yáng)有關(guān)的常量。建立模型：行星繞太陽(yáng)近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得F行星rO太陽(yáng)例2.根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律說(shuō)明：開普勒第三定律26太陽(yáng)與行星間的引力:萬(wàn)有引力的猜想：萬(wàn)有引力的檢驗(yàn)：推廣：萬(wàn)有引力定律的檢驗(yàn)：萬(wàn)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(cè)量實(shí)驗(yàn)太陽(yáng)與行星間的引力:萬(wàn)有引力的猜想：萬(wàn)有引力的檢驗(yàn)：推27可見(jiàn)，一般情況下兩人之間的引力很小，且小于它們與地面間的摩擦力，故兩人不會(huì)吸在一起；受力分析時(shí)可不考慮物體間引力。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(huì)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(wàn)有引力？請(qǐng)你根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)用合理的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明以上兩個(gè)問(wèn)題。假設(shè)兩個(gè)人均重60kg，相距1m，則有可見(jiàn)，一般情況下兩人之間的引力很小，且小于它們