万有引力定律 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptxVIP

1600年

1619年

开普勒

第七章万有引力与宇宙航行

2万有引力定律

一切物体都有合并的趋势，

这种趋势导致物体做圆周运动。

行星的运动是受到了来自太阳的

类似于磁力的作用，与距离成反比。

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。

行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。

思考：是什么原因使行星绕太阳运动？

行星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。

牛顿在前人对惯性研究的基础上，经过长期的思考，并深入的对力与运动的研究，证明椭圆轨道下引力与距离平方成反比，

并阐述普遍意义下的万有引力定律。

任务1

行星的实际运动轨迹为椭圆，但还不知道求出椭圆运动加速度的运动学公式，怎么办？

思考：能不能求出这个引力的大小和方向呢？

行星

轨道半长轴

a(106km)

轨道半短轴

b(106km)

水星

57.9

56.7

金星

108.2

108.1

地球

149.6

149.5

火星

227.9

226.9

木星

778.3

777.4

土星

1427.0

1424.8

天王星

2882.3

2879.1

海王星

4523.9

4523.8

简化

行星绕太阳的运动可以看做匀速圆周运动

思考1：生活中的匀速圆周运动遵从怎样的动力学规律？

思考2：行星绕太阳可看做匀速圆周运动，什么力提供向心力？

F向心力

思考3：太阳对行星的引力提供向心力，这个力的大小有什么定量关系？

《木兰花慢·可怜今夕月》

宋辛弃疾

可怜今夕月，向何处、去悠悠？

是别有人间，那边才见，光影东头？

是天外空汗漫，但长风浩浩送中秋？

飞镜无根谁系？姮娥不嫁谁留？

思考：苹果和地球之间的作用力与月球和地球之间的作用力性质相同吗？

任务2

1.已知月心到地心的距离约为地球半径的60倍，则月球绕地球做圆周运动的加速度与物体在地面附近下落时的加速度比值是多少？

利用已知行星与太阳间引力公式推导月球加速度

牛顿时代已知：阅读P51页

2.地表重力加速度：g=9.8m/s2，月球周期：T=27.3天≈2.36×106s，月地距离：

r≈3.84×108m，得出月球绕地球转动的加速度与地面附近的重力加速度g有何关系？

利用已知天文观测数据计算月球加速度

“天力”和“地力”遵从相同的规律

1687年牛顿发表《自然哲学之数学原理》，提出万有引力定律。

任务3

宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

2、表达式：

1、万有引力定律的内容：

3、方向：在两个物体的连线上。

4、适用条件:

⑴对于可以看做质点的物体，r为两个质点之间的距离。

⑵对于质量分布均匀的球体，r为两个球心之间的距离。

普遍性

相互性

宏观性

宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着相互吸引的力

两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力

地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用

当r趋近于0时，万有引力公式已不再适用，而不是引力F趋于无穷大。

实验方法：放大法

英国物理学家__________通过实验推算出引力常量G的值。通常取G＝__________N·m2/kg2。

卡文迪什

6.67×10－11

科学探索的过程