人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天第三节万有引力定律课件.ppt
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1、6.36.3 万万 有有 引引 力力 定定 律律人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天丹东市第十四中学丹东市第十四中学 孙德发孙德发 在在第六章第六章前两节前两节,我们我们追寻牛顿等人的足追寻牛顿等人的足迹迹,学习了学习了行星的运动行星的运动、太阳与行星太阳与行星间的引力间的引力。本节课本节课,我们还要我们还要继续继续追寻牛顿的足迹,追寻牛顿的足迹,通过通过“重新发现重新发现”万有引力定律万有引力定律,来进一,来进一步体会步体会科学规律科学规律发现的发现的思路和过程思路和过程.在太阳系中,在太阳系中,行星行星为什么都会为什么都会绕绕太阳公转,太阳公转,
2、而不会飞离太阳呢?而不会飞离太阳呢?太阳系结构示意图太阳系结构示意图【思考一思考一】牛顿牛顿的发现已经的发现已经告诉我们:告诉我们:是太阳对行星的引力,是太阳对行星的引力,才使行星才使行星能绕能绕太阳公转而太阳公转而不会飞离不会飞离。2r行太mMF 并且太阳与行星间的引力,满足:并且太阳与行星间的引力,满足:月球为什么也会绕地球公转,月球为什么也会绕地球公转,也不会飞离地球呢?也不会飞离地球呢?对此,对此,牛顿牛顿认为认为:是地球对月球的引力,是地球对月球的引力,使月球绕地球公转而使月球绕地球公转而不飞离不飞离地球。地球。【思考二思考二】月球绕地球公转月球绕地球公转为什么树上熟透的为什么树上熟
3、透的苹果苹果会会掉掉下来下来落到地面上?落到地面上?对此,对此,牛顿牛顿认为认为:是是地球地球对地面上苹果的对地面上苹果的引力,引力,才使才使苹果下落。苹果下落。【思考三】太阳对行星的引力太阳对行星的引力 地球对月球的引力地球对月球的引力 地球对地面上苹果的引力地球对地面上苹果的引力它们是它们是同一种性质的力同一种性质的力吗?吗?都遵从都遵从相同的规律相同的规律吗?吗?122m mFr引起引起牛顿牛顿猜想猜想牛顿牛顿发现发现但这需要但这需要理论理论和和实际实际检验检验下面请看课本中介绍的(下面请看课本中介绍的(月月 地地检验)检验)牛顿对引力的牛顿对引力的猜想猜想一、月一、月-地检验地检验1
4、1、理论推导、理论推导:假定假定地球对月球的引力地球对月球的引力,也同样也同样满足满足:122m mFr月球月球轨道半径轨道半径:R月月=60R地地 地球对月球的引力地球对月球的引力:F月月=F地地 由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得:月球绕地球公转的月球绕地球公转的加速度加速度:a a月月g6012g601223/107.2sm在牛顿的时代,在牛顿的时代,已能已能比较比较精确测定精确测定:月球与地球的距离:月球与地球的距离 3.83.810108 8m m,月球公转周期,月球公转周期 T=27.3T=27.3天天,地球的自由落体加速,地球的自由落体加速度度 g=9.8m/sg=9.8m/s2
5、2 由由向心加速度公式向心加速度公式得得:22822232443.14ar3.8 10 m/sT(27.3243600)2.7 10m/s实际测量计算实际测量计算与与假设的理论推导假设的理论推导结果一致结果一致rTa224即:月球公转轨道半径即:月球公转轨道半径 r=3.8108m2 2、实际测量计算、实际测量计算一、月一、月-地检验地检验月球公转的向心加速度:月球公转的向心加速度:3 3、月、月 地地检验的检验的结果:结果:太阳对行星的引力太阳对行星的引力地球对地面上物体的引力地球对地面上物体的引力地球对月球的引力地球对月球的引力它们都是同一种性质它们都是同一种性质的力,都遵循相同的的力,都
6、遵循相同的规律。规律。122m mFr宇宙中的宇宙中的一切物体一切物体间都有间都有引力,引力,且都满足且都满足:122m mFr由此牛顿大胆设想由此牛顿大胆设想:16871687年牛顿发表了科学史上最伟大的定律年牛顿发表了科学史上最伟大的定律-万有引力定律万有引力定律下面我们就来学习下面我们就来学习万有引力定律的知识万有引力定律的知识1.1.内容内容:自然界中任何两个物体都自然界中任何两个物体都相互吸引相互吸引,引力的方向引力的方向在它们的连线上,在它们的连线上,引力的大小引力的大小F F与物体的与物体的质量质量m m1 1和和m m2 2的乘积的乘积成成正正比,与它们的比,与它们的距离距离r
7、 r的二次方的二次方成成反反比比.122m mFGr2.2.公式:公式:m m1 1,m,m2 2-两物体的质量两物体的质量 r-r-两物体间的距离两物体间的距离 G-G-比例系数,叫比例系数,叫引力常量引力常量,适用于任何物体,适用于任何物体,G G的国的国际单位:际单位:Nm2/kg2122m mFrm1m2FFr二、万有引力定律二、万有引力定律3.3.关于关于万有引力万有引力的理解的理解 具有具有普遍性普遍性:任何两个物体之间都存在引力:任何两个物体之间都存在引力(大到天体小到微(大到天体小到微观粒子),观粒子),万有引力万有引力是自然界中物体间的是自然界中物体间的基本相互作用之一。基本
8、相互作用之一。具有具有相互性相互性:万有引力万有引力也具有也具有相互性相互性,符合牛顿第三定律,符合牛顿第三定律 具有具有宏观性宏观性:通常情况下万有引力非常小通常情况下万有引力非常小,只有在质量巨,只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的意义。在微观世界中,大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的意义。在微观世界中,万有引力可以忽略不计。万有引力可以忽略不计。4.4.关于公式关于公式 的适用条件的适用条件:(理想情况)(理想情况)计算两个计算两个质点间质点间引力大小引力大小(实际情况)(实际情况)计算计算间间距远大于物体大小距远大于物体大小的两个的两个物体物体间间引力大小(物
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