高考总复习之天体.ppt

第5章 万有引力定律 山东省实验中学 * * * 一.天体究竟做怎样的运动 (一)古人对天体运动的看法及发展过程 1、（1）人们对天体运动的探索过程存在哪些看法? （2）这些看法的观点是什么？ “地心说”认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动；“日心说”认为太阳是宇宙的中心,地球、月亮以及其他行星都在绕太阳运动. 最开始的比较突出的观点是“地心说”和“日心说”。 （二）开普勒对行星运动的研究 不论“地心说”还是“日心说”，古人把天体的运动看得十分神圣,都认为天体的运动不同于地面物体的运动,天体做的是最完美、最和谐的匀速圆周运动. 开普勒在应用行星绕太阳做椭圆运动的模型描述火星的运动时，发现与他的老师第谷对火星运行轨道的观测值有误差。开普勒思考：是第谷观察数据错了，还是火星根本就不做圆形轨道运动呢？开普勒坚信第谷的数据是正确的，经过4年多的刻苦计算，先后否定了十九种设想，最后了发现火星运行的轨道不是圆，而是椭圆，并得出了行星运动的规律。 开普勒三大定律 ： 1.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。 2.行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的面积相等。 3.行星绕太阳公转周期的 平方和轨道半长轴的立方成正比。 练习 F F 二、苹果落地的思考：万有引力定律的发现 开普勒定律只是描述了行星如何绕太阳运动,但它没有说明是什么原因使它们在各自的轨道上运动。你们会认为是什么原因？ 科学家的猜想： 1.开普勒：太阳磁力的吸引； 2.伽利略：“惯性”自行的维持； 3.笛卡尔：太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动； 4.胡克：太阳引力的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。 最后，牛顿发现了万有引力定律。 思考： （1）苹果熟了，为什么会落到地上而不是天上？ （2）苹果树不论长得矮还是高，树上的苹果都会落地。由此可知，即使苹果长到月球那么高，照样会落地。那么，月球为何没有落地呢？ （3）苹果树上的苹果相对地球静止，在重力的作用下，因此会落到地面；若月球相对于地球静止，月球也将像苹果一样的落回地面。地球上的苹果若具有合适的运动速度，它也将像月球一样不落回地面。能否假设月球和苹果受到同一性质的力呢？ 那么，牛顿是怎样发现万有引力定律的？ 牛顿在这假设基础上，设计了著名的“月—地”实验，证明了月球和苹果受到同一性质的力。 （4）由此可推知重力、行星对其卫星的引力、太阳对行星的引力可能同一性质的力。 （5）既然一切天体之间有引力，地球与物体之间有引力。那么，是否所有物体之间都存在相互吸引的力呢？那么，这个力又是多大呢？ （6）最后，牛顿在前人研究的基础上，经过了许多年的思考和严密的数学推导以后，才正式提出了万有引力定律。 一.万有引力定律的内容： 1. 宇宙间任意两个有质量的物体都存在相互吸引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，跟它们间距离的平方成反比。 2.式中质量的单位用千克，距离的单位用米，力的单位用牛顿；G= 6.67×10—11N·m2/kg2 ，叫万有引力恒量，它在数值上等于两质量各为1Kg的物体相距1米时的万有引力的大小。 3.适用条件是：可以看作质点的两个物体间的相互作用。若是两个均匀的球体,应是两球心间距. 二.引力恒量的测定 牛顿发现了万有引力定律，却没有给出引力恒量的数值。由于一般物体间的引力非常小，用实验测定极其困难。直到一百多年之后，才由英国的卡文迪许用精巧的扭秤测出。通常情况下取G=6.67×10—11 N·m2/kg2 讨论与交流： 万有引力定律指出，任何物体间都存在引力，为什么当我们两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算你和同桌之间的引力多大？ 发现万有引力定律的重要意义:揭示了地面上物体运动的规律和天体上物体的运动的遵从同一规律，让人们认识到天体上物体的运动规律也是可以认识的,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心, 对后来的物理学、天文学的发展具有深远的影响。 ⒊两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为F。 若两个半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有 引力为： A、4F　　B、2F　　　C、8F　D、16F ⒈要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法不可采用的是： A、使两物体的质量各减小一半，距离不变；