3.2万有引力定律合编.ppt

1、开普勒行星运动定律 （也适用于人造卫星） （1） 第一定律（轨道定律） （2） 第二定律（面积定律） （3） 第三定律（周期定律）：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等． 3 使用条件 仅适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用（两物体为均匀球体时，r为两球心间的距离） 练习： 估算两个质量50kg的同学相距0.5m 时之间的万有引力约有多大？ * * 第 三 章 学习目标 1、了解发现万有引力的思路和过程； 2、理解万有引力定律的内容及数学表达式， 在简单情景中能计算万有引力； 3、了解卡文迪许测量万有引力常数的实验装 置与设计思想； 4、认识发现万有引力定律的意义，领略天体 运动规律； 知识回顾： 太阳 行星 r 太阳 行星 a 2. 行星绕太阳运动的简化： 简化 太阳系中行星围绕太阳运行，月球、卫星围绕地球运行等。 是什么力使天体维持这样的运动呢？ 一、提出问题 阅读教材p45，思考并回答： (1)为什么苹果从树上落向地面而不飞上天空 ? (2)在我们周围，物体都受到重力作用，那么月球 受到重力作用吗 ? (3)为什么月球不会落到地球的表面，而是环绕地 球运动 ? (4)牛顿对于月球、苹果、的运动以及行星绕太阳 的运动的猜想是什么 ? 讨论交流 “天上”的力与“地上”的力可能是同一种力。 二、万有引力的猜想： ?地球对月球的引力使月球绕地球公转而不飞离地球； ?地球对苹果的引力使苹果落向地面而不离开地球； ?太阳对行星的引力使行星绕太阳公转而不飞离太阳； 太阳对行星的引力 地球对月球的引力 地球对地面上苹果的引力 也许是同一种力，遵从相同规律 三、万有引力的数学推导： 为使问题简化，我们把行星的运动当作匀速圆周运动。 v r m M F 又 行星对太阳的引力F/ F/ F=F/ 四、万有引力的验证：月--地检验(p48) 牛顿还通过计算，证明月球绕地球运动，地球对月球的引力遵循同样的规律，牛顿在研究了其他不同物体之间的引力作用后，认为他们都遵循上述规律。进而大胆设想宇宙中的一切物体间都有引力。 问题1：地面上的两个物体间是否存在引力？ 问题2：若地面上的两个物体间存在引力，为 何两个物体没有在引力作用下紧靠在一起？ 五、得出结论：——万有引力定律 1.内容： 宇宙中任何两个具有质量的物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小F与这两个物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们的距离r的平方成反比. 2.表达式： 3.对万有引力定律的理解 (1)三性： ① 普遍性：任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一。 ② 相互性：万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛顿第三定律。 ③ 宏观性：通常情况下万有引力非常小，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物理意义。在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计 (2) 公式 的认识 1、m1 , m2 ---两物体的质量 2、r ---两物体间的距离 ?（理想情况）两个质点间引力大小的计算 F F/ r r为两质点间的距离 ?（实际情况）若两个物体间的距离远大于物体本身大小时，两个物体可看成质点。如：太阳与行星间，地球与月球间等。 r为两天体中心间的距离 r F F/ ? 质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中 于球心。 r为两球心间的距离 ④ 行星表面及附近的物体受到引力的计算 r r行星的半径 4、G ---比例系数，叫引力常量。 ③ 单位：N·m2/kg2 ①是谁首先精确地测出了G的值？ 卡文迪许 ②引力常量G的值是多少？ ④ 物理意义：两质量各为1kg的物体相距1m时万有引力的大小。 1798年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小F做了精确测量和计算，比较准确地测出了引力常量G的数值 r F r F m1 m2 m1 m2 拓展1： 引力常量G的测量实验 光学放大 测定引力常量G的重要意义 1、用实验证明了万有引力的存在； 2、使万有引力定律公式有了真正的实用价值： 可以计算天体间的引力大小； 可间接计算天体的质量、平均密度等； 如：根据地球表面的重力加速度可以测定地 球的质量 拓展2： 万有引力与重力 在赤道，向心力最大，重力最小； 在两极，无向心力，重力最大； 纬度越