【浙江新课改区】高中物理(人教版)必修二(力学基础)6.3万有引力定律(学考版)教学课件详解.ppt

6.（2.3 ）太阳与行星间的引力 科学的足迹 1、伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。 2、开普勒：受到了来自太阳的类似与磁力的作用。 3、笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动。 4、胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。 5、牛顿：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。 一、太阳对行星的引力 1、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供 2、天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T 3、根据开普勒第三定律 4、太阳对行星的引力 月地检验(见课堂创新P39) 第三节 万有引力定律 一 万有引力定律 1内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比. 例题1、两个可以看成质点的物体质量都是1kg，两物体相距1m，则两物体间的万有引力是多少？ 说明:1)通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略 2)万有引力常量G的含义:它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力 例见教材：P41（2、3） 3适用范围 1)质点之间的相互作用 2)两个物体是质量分布均匀的球体 3)常见的两个物体间引力不适用 思考:把一质量为m的物体放在地心上,问它和地球之间的万有引力是多少? 例2:质量为M的均匀实心球体半径为R,球心为O点.在球的右测挖去一个半径为R/2的小球,将该小球置于OO`连线上距O为L的P点，O`为挖去小球后空腔部分的中心，则大球剩余部分对P点小球的引力F为多少? 二、 引力常量的测定 书:P107 引力常量的测定有着非常重要的意义.它不仅用实验证明了万有引力的存在,更使得万有引力有了真正的实用价值.例如,可以用测定地球表面物体重力加速度的方法,测定地球的质量.也是这一应用,卡文迪许被人们称为”能称出地球质量的人” 问:卡文迪许是如何称出地球质量的? 练习:已知地球质量大约是6.0×1024kg ，地球半径为6370 km，地球表面的重力加速度g=9.8m/s2 ． 求：（1）地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力？ 　　（2）地球表面一质量为10kg物体受到的重力？ 　　（3）比较万有引力和重力？ 三、重力与万有引力的关系 以赤道为例，赤道上的物体随地球自转的向心力由谁提供？ 忽略自转的影响，万有引力=重力 请解释，为什么赤道的重加速度最小？两极的重力加速度最大？ 为什么高度越高重力加速度越小，越低重力加速度越大 2、地球的卫星 * * 什么力来维持行星绕太阳的运动呢？ 追寻牛顿的足迹 代入 追寻牛顿的足迹 有 即 所以 代入得 追寻牛顿的足迹 即 追寻牛顿的足迹 太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。 5、 根据牛顿第三定律，行星对太阳引力F`应满足 追寻牛顿的足迹 2 , r M F μ F F` 行星 太阳 6、概括起来有 G比例系数，与太阳、行星的质量无关 则太阳与行星间的引力大小为 方向：沿着太阳和行星的连线 追寻牛顿的足迹 疑问：太阳与地球的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢？ O O` · 1789年，即在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，英国物理学家卡文迪许（1731－1810），巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量. 结论： 1、地球上的物体 F F向 G 2、地球的卫星 GM g= —— R2 重力就是万有引力 GM g’= —— (R+H)2 重力只是万有引力的一个分力，只有在计算要求不高或近似计算时才可以认为重力等于万有引力 重力就是万有引力 GM g’= —— (R+H)2 重力就是万有引力 GM g’= —— (R+H)2 重力就是万有引力 *