人教版高中物理必修二第六章第三节万有引力定律课件.ppt

1、 万有引力定律万有引力定律第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天 问题问题1.行星为什么能够绕行星为什么能够绕太阳运转而不会飞离太阳太阳运转而不会飞离太阳?问题问题2.行星与太阳间的引行星与太阳间的引力与什么因素有关力与什么因素有关?问题问题3.太阳与行星间的引太阳与行星间的引力遵从的是什么样的规律力遵从的是什么样的规律?问题回顾问题回顾行星与太阳之间行星与太阳之间有引力有引力F太阳质量太阳质量 M行星质量行星质量 m行星到太阳的距离行星到太阳的距离r2MmFGr引发猜想引发猜想思考思考太阳与地球间有引力，太阳与地球间有引力，规律是规律是2MmFGr地球与月亮之间有引地球与月亮之间有引力，

2、规律也是力，规律也是2MmFGr地球对苹果的吸引力地球对苹果的吸引力是否遵守以上的规律，是否遵守以上的规律，是同一种力呢？是同一种力呢？2MmFGr天上规律天地之道天地之道本合乎？本合乎？地上规律牛顿的猜想牛顿的猜想当然这仅仅是猜想当然这仅仅是猜想牛顿的这一猜想牛顿的这一猜想非常大胆。将天非常大胆。将天上和人间连接在上和人间连接在了一起了一起!这些力是这些力是同同一种性质一种性质的力的力,并并且都且都2MmFGrrR已知：月球绕地球做圆周运动的周期为T=27.3天苹果到地心的距离：R=6.4106 m月球到地心的距离：r=60R在月轨上做匀速圆周运动在地球表面自由下落月地检验过程展示2=M m

3、FGR地2=M mFGr月=F ma月轨月轨：苹果做匀速圆周运动受引力：地面地面：苹果做自由落体运动受引力：22=FRFr月地22=aaRr月地=60Rr2=1 60aa月地猜想的推论值228222244 3.143.84 10/0.0027/(27.3 24 3600)ram sm sT月2=9.8/agm s地20.00271/3600 1/609.8aa月地实际计算值验证的结 论2MmFGr太阳对行星之间的引力地球对月球之间的引力地球对地面苹果的引力是同一种力新思考、结论推广由公式和力的相互性引发的思考：思考：地球对苹地球对苹果有引力果有引力苹果对地球有引力苹果对地球有引力那苹果是否对人

4、有那苹果是否对人有引力呢？引力呢？苹果苹果对对人人有引力、有引力、人人对对苹果苹果也有引也有引力，那人也可对力，那人也可对别的物体有引力别的物体有引力以此类推，会有以此类推，会有什么结论？什么结论？2MmFGr1、内容、内容:自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都相互吸都相互吸引引,引力的大小与物体的引力的大小与物体的质量质量m1和和m2的乘积的乘积成成正比正比,与它们之间与它们之间距离距离r的二次方的二次方成成反比反比。2、公式:3、r的取值的取值:两个两个质点质点之间的距离之间的距离;若是两个质量若是两个质量分布均匀的球体分布均匀的球体,应是两球心间距。应是两球心间距。122m mFG

5、rr1687年年方向方向：沿着两质心的连线沿着两质心的连线万有引力定律的验证万有引力定律的验证哈雷彗星回归预测哈雷彗星回归预测哈雷彗星哈雷彗星1682 年年8 月出现月出现 1758 年年12 月月25 日晚回归日晚回归哈雷 (1)万有引力定律的发现万有引力定律的发现,是是17世纪自然科学最伟大的成果之一。世纪自然科学最伟大的成果之一。把地面上物体运动的规律和天体的把地面上物体运动的规律和天体的运动规律统一了起来。运动规律统一了起来。(2)它它第一次揭示了自然界中一种第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律。基本相互作用的规律。(3)万有引力定律的发现万有引力定律的发现,解放思想解放思想,推

6、动科学文化的发展推动科学文化的发展.4、意义、意义过程总结过程总结纵观万有引力定律的发现历程纵观万有引力定律的发现历程,你觉得科学你觉得科学发现的一般过程是什么发现的一般过程是什么?你能概括一下吗你能概括一下吗?对现象的一般观察（提出问题）对现象的一般观察（提出问题）提出假设（猜想）提出假设（猜想）;运用逻辑运用逻辑(包括数学包括数学)得出推论得出推论;通过实验对推论进行检验通过实验对推论进行检验;对假说进行修正和推广。对假说进行修正和推广。计算以下两物体间的引力大小m1=1 kg，m2=1 kg，r=1 m12221 11m mFGGGr212FrGm mF、r、m哪个量最难测量？【思考】对

7、于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量?放大法引力常量的测量引力常量的测量卡文迪许扭称实验卡文迪许扭称实验(1789年年)卡文迪许卡文迪许实验室1、实验原理、实验原理:力矩平衡力矩平衡,即引力矩即引力矩=扭转力矩扭转力矩2、科学方法、科学方法:放大法放大法3、测定引力常量的意义、测定引力常量的意义4、引力常量、引力常量:G=6.671011 Nm2/kg2两次放大及等效的思想两次放大及等效的思想:(1)扭秤装置把微小扭秤装置把微小力转变成力矩力转变成力矩来反映来反映(2)扭转扭转角度角度(微小形变微小形变)通过光标的移动通过光标的移动来反映来反映A、证明了万有引力的存在、证明了万有引力的存在

8、B、开创了测量弱力的新时代、开创了测量弱力的新时代C、使得万有引力定律有了真正的实用价值、使得万有引力定律有了真正的实用价值111222750 506.67 100.56.67 10m mFGNrN 一粒芝麻重的几千分之一!为什么我们感觉不到周围物体的引力呢为什么我们感觉不到周围物体的引力呢?粗略计算粗略计算:两个质量为两个质量为50kg,相距相距0.5m的物体之间的引力的物体之间的引力?那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢?已知已知:太阳的质量为太阳的质量为M=2.01030kg,地球质量为地球质量为m=6.01024kg,日地之间的距离为日地之间的距离为R=1.51011mF=GMm/R

9、2=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2=3.51022(N)能拉断直径为9000km的钢柱!太阳对质量为太阳对质量为50kg的人的人,引力很小引力很小,不到不到0.3N我们感受不到太阳的引力我们感受不到太阳的引力万有引力的宏观性只有质量巨大的天体间只有质量巨大的天体间,万有引力的存在才有万有引力的存在才有宏观物理宏观物理意义意义。AB地球受力分析：不分析质量小的物体之间的万有引力AmgFN1、内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间距离r的二次方成反比。221rmmGF 2、公式:r:质点(球心)间的距离引

10、力常量:G=6.671011 Nm2/kg23、条件:质点或均质球体4、理解:普遍性、相互性、宏观性、特殊性m2m1FFr关于万有引力的说法关于万有引力的说法,正确的有正确的有()A物体落到地面上物体落到地面上,说明地球对物体有引说明地球对物体有引力力,物体对地球没有引力物体对地球没有引力B万有引力定律是牛顿在总结前人研究的万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的基础上发现的C地面上自由下落的苹果和天空中运行的地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮月亮,受到的都是地球的万有引力受到的都是地球的万有引力D 中的中的G是一个比例常数是一个比例常数,是没有是没有单位的单位的221rmmGF BC万有引力具有相互性G的单位是22/kgmN 课后拓展 地面上的物体受到地球施加的重力与它受到地球施加的万有引力，是同一种性质的力，为什么又分别叫重力和万有引力呢？它们有什么区别和联系？本节课到此结束，谢谢本节课到此结束，谢谢