6-2.3万有引力定律(自整理).pptVIP

复 习 开普勒行星运动定律 第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆， 太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的 连线在相等的时间内扫过相等的面积(即v远∠v近) 第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三 次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 即 教学目的 1、了解万有引力定律得出的思路和过程； 2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律； 3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题； 教学重点：万有引力定律 思考：1、苹果为什么会落地？2、月亮为什么绕着地球转？3、行星为什么绕着太阳转？4、使苹果落地和行星绕太阳运动的力是否有相同之处 牛顿时代的科学家对天体运动又持什么观点？ 牛顿在前人的基础上，凭借他超凡的数学力证明了： 如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨道应是椭圆。 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F来提供：F=Fn 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 二、行星对太阳的引力 三、太阳与行星间的引力 引力常量的测定 请再思考：1、万有引力是否只存在于行星和天体之间呢？2、能否适用于行星和卫星之间？3、万有引力定律的适用范围是什么？ 万有引力普遍存在于任意两个有质量的物体（太阳和行星、行星和卫星、地面上的物体）之间．自然界中一般物体间的万有引力很小（远小于地球与物体间的万有引力和物体间的其它作用力），因而可以忽略不计．但考虑天体运动和人造卫星运动问题时必须计算万有引力，不仅因为这个力非常大，而且万有引力提供了天体和卫星做匀速圆周运动所需的向心力． 万有引力定律给出了物体间万有引力的定量关系．需要注意的是万有引力定律公式只适用于计算两个质点 是谁找到了上天的“梯子”呢？是300年前的英国科学家牛顿。 　　英国的博物馆里至今保存着一棵苹果树的树干，以作为对牛顿的纪念。相传，牛顿在剑桥大学毕业后，本来仍留在大学研究室继续搞研究，但不幸那年大学因鼠疫流行而关闭。无奈回到了故乡，一面看书，一面整理，思考没有解决的疑难问题。在一个深秋的傍晚，牛顿像往常一样坐在院子里的苹果树下思索着天体运动问题。忽然，一个被夕阳余辉映得通红的苹果从树上掉下来，正好落在他面前。这个司空见惯的自然现象触发了牛顿的灵感。他不禁思索着，把万物引向地面的这种神奇力量究竟是种什么力？当时，一轮明月悬在天际。他天真地自问道：为什么月亮不落下来呢？经过一番苦思冥想，牛顿最后终于发现了万有引力定律。万有引力定律告诉我们：自然界的万物，大到天体，小到蚂蚁，彼此之间都存在着相互作用的吸引力；吸引力的大小跟两个物体质量的乘积成正比，跟它们的中心间距离的平方成反比。 2.两个物体的质量分别是m1和m2，当它们相距为r 时，它们之间的引力是F=__________。 (1)若把m1改为2m1，其他条件不变，则引力为 ______F。 (2)若把m1改为2m1，m2改为3m2，r不变，则引力 为 F。 (3)若把r改为2r，其他条件不变，则引力为 _____ F。 (4)若把ml改为3m1，m2改为m2/2，r改为r/2，则 引力为_________F。 4.地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为 ( ) A．1 ：27 B．1 ：9 C．1 ：3 D．9 ：1 * * * * * 第二、三节 万有引力定律 k值与中心天体有关，而与环绕天体无关 阅读课本，并思考问题： 古代人们认为天体做圆周运动的动力学原因是什么？ 17世纪前： 行星做得是完美而有神圣的圆周运动． （无需什么动因） 在行星的周围有旋转的物质作用在行星上，使得行星绕太阳运动． 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． 伽利略： （1564—1642） 一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致天体做圆周运动． 开普勒： （1571—1630） 一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用才做圆周运动 笛卡尔： （1596—1650）  关于行星运动的各种动力学解释 开 普 勒 时 代 但从开普勒第一定律知道，行星运动的轨道是椭圆形的，那么在椭圆轨道下这个引力大小是否还和距离成反比呢？牛顿是否证明了这一点呢？ 牛顿时代的科学家对天体运动的动力学解释有了更进一步的认识