萬(wàn)有引力定律-課件-新人教

萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律是物理學(xué)中的一條基本定律，它解釋了宇宙中所有物體之間的相互吸引力。牛頓在1687年發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中首次提出了萬(wàn)有引力定律。引言萬(wàn)有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的最重要的物理定律之一，解釋了宇宙中物體之間的相互吸引力。它解釋了地球上的重力、月球繞地球的運(yùn)動(dòng)以及行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)等自然現(xiàn)象。什么是引力定律萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力是指任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間都會(huì)存在相互吸引的力。物體墜落我們?cè)诘厍蛏细惺艿降闹亓?，就是地球?qū)ξ覀兊娜f(wàn)有引力。天體運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力是控制著行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，以及潮汐現(xiàn)象產(chǎn)生的主要力量。靜力學(xué)中的引力重力地球吸引蘋果下落的現(xiàn)象。萬(wàn)有引力定律解釋了所有物體之間相互吸引的力。引力常數(shù)衡量引力大小的物理量。萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)1觀察與思考牛頓觀察蘋果從樹(shù)上落下，思考蘋果下落的原因2月球運(yùn)動(dòng)牛頓意識(shí)到月球繞地球運(yùn)動(dòng)也受到地球的吸引3萬(wàn)有引力定律牛頓總結(jié)了地球吸引蘋果和地球吸引月球的共同規(guī)律牛頓通過(guò)觀察蘋果下落和月球繞地球運(yùn)動(dòng)，思考兩者之間的聯(lián)系，最終總結(jié)出萬(wàn)有引力定律。牛頓的發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)史上的重要里程碑。重力和質(zhì)量的關(guān)系重力是質(zhì)量產(chǎn)生的吸引力，質(zhì)量越大，重力也越大。重力與質(zhì)量成正比，即質(zhì)量增加一倍，重力也會(huì)增加一倍。在恒定的引力場(chǎng)中，質(zhì)量越大的物體受到的重力越大。例如，在地球表面，質(zhì)量較大的物體比質(zhì)量較小的物體受到的重力更大，所以較大的物體更容易受到重力的影響而下落。萬(wàn)有引力常數(shù)G萬(wàn)有引力常數(shù)G6.674×10-11N·m2/kg2物理意義衡量?jī)蓚€(gè)物體之間引力強(qiáng)弱的常數(shù)單位牛頓·米2/千克2特點(diǎn)恒定值，在任何地方和任何時(shí)間都相同引力環(huán)境引力環(huán)境是指物體周圍存在引力的區(qū)域。引力環(huán)境對(duì)物體運(yùn)動(dòng)和狀態(tài)有顯著影響。例如，地球的引力環(huán)境決定了地球上的物體具有重量，并影響物體的運(yùn)動(dòng)軌跡。引力環(huán)境并非統(tǒng)一不變。不同星體擁有不同的質(zhì)量和體積，導(dǎo)致其引力環(huán)境差異巨大。例如，太陽(yáng)的引力環(huán)境比地球強(qiáng)大得多，這是太陽(yáng)系中行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的主要原因。引力的不同表現(xiàn)形式重力地球?qū)ξ矬w的吸引力，也叫地心引力。潮汐力月球?qū)Φ厍蛏系乃w的引力導(dǎo)致潮汐現(xiàn)象。天體運(yùn)行太陽(yáng)對(duì)地球的引力導(dǎo)致地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)。萬(wàn)有引力宇宙中任何兩個(gè)物體之間都存在著相互吸引的力。天體運(yùn)動(dòng)中的引力行星繞恒星運(yùn)動(dòng)恒星的引力使行星保持在軌道上，并以橢圓形路徑運(yùn)行。太陽(yáng)系的八大行星，包括地球，都受到太陽(yáng)的引力支配。衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)月球繞地球運(yùn)行，因?yàn)榈厍虻囊⑵湮?，使月球保持在軌道上。雙星系統(tǒng)兩個(gè)恒星相互吸引，形成雙星系統(tǒng)，并圍繞著它們的共同質(zhì)心運(yùn)行。許多恒星都以這種方式成對(duì)存在。星系運(yùn)動(dòng)星系由大量的恒星和星云組成，它們受到彼此之間引力的影響，形成了螺旋狀或橢圓形的結(jié)構(gòu)。天體引力的特性無(wú)處不在天體引力是宇宙中普遍存在的力，控制著天體之間的相互作用，塑造著宇宙的結(jié)構(gòu)。相互吸引天體之間相互吸引，相互作用，構(gòu)成穩(wěn)定的天體系統(tǒng)，例如太陽(yáng)系，銀河系等。影響運(yùn)動(dòng)天體引力決定著天體的運(yùn)動(dòng)軌跡和速度，例如行星繞恒星運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星繞行星運(yùn)動(dòng)等。潮汐現(xiàn)象天體引力是地球上潮汐現(xiàn)象的根本原因，例如月球?qū)Φ厍虻囊?dǎo)致了海洋潮汐的漲落。行星運(yùn)動(dòng)定律開(kāi)普勒定律開(kāi)普勒定律描述了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。它是牛頓萬(wàn)有引力定律的基礎(chǔ)。開(kāi)普勒定律由德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)，解釋了行星運(yùn)動(dòng)的三個(gè)主要規(guī)律。開(kāi)普勒三定律1第一定律行星軌道為橢圓，太陽(yáng)處于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上2第二定律行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等3第三定律行星軌道周期的平方與軌道長(zhǎng)半軸的立方成正比開(kāi)普勒第一定律橢圓軌道行星圍繞太陽(yáng)的軌道不是完美的圓形，而是橢圓形。太陽(yáng)位于焦點(diǎn)太陽(yáng)位于橢圓軌道的焦點(diǎn)之一，并非位于中心。距離變化行星在軌道上運(yùn)行時(shí)，距離太陽(yáng)的距離不斷變化。開(kāi)普勒第二定律1面積速度恒定行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等。2速度變化行星在近日點(diǎn)時(shí)速度最快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)速度最慢。3角動(dòng)量守恒行星的角動(dòng)量保持不變，體現(xiàn)了能量守恒的原理。4軌道形狀開(kāi)普勒第二定律僅適用于橢圓軌道，對(duì)圓形軌道也適用。開(kāi)普勒第三定律行星軌道周期行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道周期與它到太陽(yáng)的平均距離的平方成正比。公式表示T2∝a3，其中T表示行星軌道周期，a表示行星到太陽(yáng)的平均距離。應(yīng)用利用開(kāi)普勒第三定律可以計(jì)算行星軌道的周期和半長(zhǎng)軸。萬(wàn)有引力定律的公式萬(wàn)有引力定律描述了宇宙中任何兩個(gè)物體之間的引力，由牛頓在17世紀(jì)發(fā)現(xiàn)。F力兩個(gè)物體之間的引力G萬(wàn)有引力常數(shù)一個(gè)基本常數(shù)，約為6.674×10-11N·m2/kg2m1質(zhì)量1第一個(gè)物體的質(zhì)量m2質(zhì)量2第二個(gè)物體的質(zhì)量公式：F=G(m1m2)/r2，其中r是兩個(gè)物體之間的距離。影響引力大小的因素物體質(zhì)量質(zhì)量越大，引力越強(qiáng)。兩個(gè)物體間的引力與它們的質(zhì)量成正比。距離距離越遠(yuǎn)，引力越弱。兩個(gè)物體間的引力與它們之間距離的平方成反比。物體質(zhì)量與引力的關(guān)系物體質(zhì)量與引力大小直接相關(guān)。質(zhì)量越大，引力越強(qiáng)。質(zhì)量是衡量物體慣性大小的物理量，也是衡量物體在引力場(chǎng)中相互吸引能力的物理量。例如，地球的質(zhì)量比月球大，因此地球?qū)υ虑虻囊Ω?，月球圍繞地球運(yùn)動(dòng)。物體距離與引力的關(guān)系距離引力距離越近引力越強(qiáng)距離越遠(yuǎn)引力越弱萬(wàn)有引力定律指出，兩個(gè)物體之間的引力與它們的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。引力場(chǎng)和引力勢(shì)引力場(chǎng)引力場(chǎng)是指任何有質(zhì)量的物體周圍存在的一種無(wú)形的力場(chǎng)。引力勢(shì)引力勢(shì)能是指物體在引力場(chǎng)中由于其位置所具有的能量。引力勢(shì)能引力勢(shì)能的大小與物體質(zhì)量和它在引力場(chǎng)中的位置有關(guān)。引力場(chǎng)定義引力場(chǎng)是指物體周圍存在的空間區(qū)域。任何有質(zhì)量的物體都會(huì)在其周圍產(chǎn)生引力場(chǎng)。引力場(chǎng)是描述引力相互作用的一種方式。引力場(chǎng)的存在，使任何質(zhì)量的物體在這個(gè)區(qū)域內(nèi)會(huì)受到引力的作用。引力勢(shì)能引力勢(shì)能是指物體由于受到地球引力而具有的能量，它與物體的高度和質(zhì)量有關(guān)。當(dāng)物體從高處落下時(shí)，引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，導(dǎo)致物體速度增加。10單位焦耳（J）1高度高度越高，勢(shì)能越大1質(zhì)量質(zhì)量越大，勢(shì)能越大引力場(chǎng)的性質(zhì)方向性引力場(chǎng)的方向總是指向質(zhì)量較大的物體。普遍性任何具有質(zhì)量的物體都會(huì)產(chǎn)生引力場(chǎng)，并且會(huì)受到其他物體引力場(chǎng)的影響。力場(chǎng)引力場(chǎng)是一種力場(chǎng)，它會(huì)對(duì)處于其中的物體施加力。勢(shì)能引力場(chǎng)中的物體具有勢(shì)能，它的大小取決于物體的位置和質(zhì)量。質(zhì)量和引力場(chǎng)的關(guān)系質(zhì)量決定引力場(chǎng)強(qiáng)度物體質(zhì)量越大，其周圍的引力場(chǎng)強(qiáng)度越強(qiáng)。質(zhì)量是引力場(chǎng)的源泉。引力場(chǎng)的方向引力場(chǎng)的方向總是指向質(zhì)量較大的物體，即引力場(chǎng)源的方向。引力場(chǎng)強(qiáng)度與距離的關(guān)系引力場(chǎng)強(qiáng)度隨著距離引力場(chǎng)源的距離增大而減弱。質(zhì)量在引力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)1自由落體物體在引力場(chǎng)中，不受其他力的作用2拋射運(yùn)動(dòng)物體在引力場(chǎng)中，受到初始速度的影響3行星運(yùn)動(dòng)天體在引力場(chǎng)中，相互吸引，形成軌道4潮汐現(xiàn)象地球上的海水受到月球引力的影響，產(chǎn)生漲潮和落潮引力場(chǎng)會(huì)影響物體的運(yùn)動(dòng)，不同的運(yùn)動(dòng)形式取決于初始速度和引力的大小。例如，自由落體是物體不受其他力的作用，只受引力影響的運(yùn)動(dòng)；拋射運(yùn)動(dòng)是物體在引力場(chǎng)中，受到初始速度和引力共同影響的運(yùn)動(dòng)；行星運(yùn)動(dòng)則是天體在引力場(chǎng)中，相互吸引，形成軌道運(yùn)動(dòng)；潮汐現(xiàn)象則是地球上的海水受到月球引力的影響，產(chǎn)生漲潮和落潮。牛頓力學(xué)在宇宙中的驗(yàn)證牛頓定律為我們理解宇宙提供了強(qiáng)有力的框架，包括行星運(yùn)動(dòng)、恒星演化、星系動(dòng)力學(xué)等。這些定律在廣泛的宇宙現(xiàn)象中得到了驗(yàn)證，為我們了解宇宙的運(yùn)作方式提供了重要的基礎(chǔ)。引力作用的實(shí)踐應(yīng)用11.人造衛(wèi)星利用地球引力控制衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡，使衛(wèi)星在太空中繞地球運(yùn)行，完