物理課件萬有引力定律

1、 開普勒第一定律開普勒第一定律 （幾何定律）（幾何定律） 所有的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng) 處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。 *開普勒第二定律開普勒第二定律 （面積定律）（面積定律） 對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽(yáng)和行星的聯(lián)線在相等 的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。 開普勒第三定律開普勒第三定律 （周期定律）（周期定律） 所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二 次方的比值都相等。 R 開普勒定律回顧開普勒定律回顧 k T R 2 3 (一一)關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的各種動(dòng)力學(xué)解釋關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的各種動(dòng)力學(xué)解釋 17世紀(jì)前世紀(jì)前： 伽利略伽利略： 開普勒：開普勒： 胡克、胡克、 哈雷等哈雷等： 笛卡兒笛卡兒 （

2、法）（法）： 行星理所應(yīng)當(dāng)?shù)淖鲞@種完美的圓周運(yùn)動(dòng) 一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致物 體做圓周運(yùn)動(dòng)。 受到了來自太陽(yáng)的類似與磁力的作用。 在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在 行星上，使得行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。 受到了太陽(yáng)對(duì)它的引力，證明了如果行星 的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行 星到太陽(yáng)的距離的二次方成反比。 我們?cè)賮碚J(rèn)識(shí)一位偉大的科學(xué)家 牛頓(16431727)是英國(guó)著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué) 家和天文學(xué)家，是十七世紀(jì)最偉大的科學(xué)巨匠。 牛頓一生對(duì)科學(xué)事業(yè)所做的貢獻(xiàn)，遍及物理學(xué)、 數(shù)學(xué)和天文學(xué)等領(lǐng)域。牛頓在物理學(xué)上最主要的 成就，是創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系， 對(duì)于光 學(xué)，牛頓致力于光的顏色

3、和光的本性的研究，也 作出了重大貢獻(xiàn)。牛頓在數(shù)學(xué)方面，總結(jié)和發(fā)展 了前人的工作，提出了“流數(shù)法”，建立了二項(xiàng) 式定理，創(chuàng)立了微積分。在天文學(xué)方面，牛頓發(fā) 現(xiàn)了萬有引力定律，創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡，并且用 它初步觀察到了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。 牛頓 1.推導(dǎo):如果認(rèn)為行星繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么誰來 提供向心力？ 太陽(yáng)對(duì)行星的引力（F）為行星所受的向心力 若r是太陽(yáng)和行星之間的距離，v是行 星運(yùn)動(dòng)的線速度，m是行星的質(zhì)量。 那么： r v mF 2 22 3 2 )( 4 r m T r F (二二)萬有引力定律的推導(dǎo)及其基本內(nèi)容萬有引力定律的推導(dǎo)及其基本內(nèi)容 T r V 2 2 r mm F 2 3 T

4、 r 據(jù)開普勒三定律, 是個(gè)常量 得出結(jié)論: 22 3 2 )( 4 r m T r F 行星和太陽(yáng)之間的引力跟行星的質(zhì)量 成正比,跟行星到太陽(yáng)距離的二次方成反比. 2 r m F 用 表示太陽(yáng)的質(zhì)量，由牛頓 第三定律得： m 2 r mm GF *其中G是一個(gè)引力常量。 （1）單位：N m2/kg2 （2）標(biāo)準(zhǔn)值：G=6.67259 x10-11N m2/kg2 常用值：G=6.67 x10-11 N m2/kg2 （3） 注意：與重力的符號(hào)區(qū)別開來 *對(duì)于距離的確定大致可以分為兩種情況：對(duì)于距離的確定大致可以分為兩種情況： a.若可以看做質(zhì)點(diǎn),則為兩質(zhì)點(diǎn)間距. b.對(duì)于不能視為質(zhì)點(diǎn),而質(zhì)量

5、分布均勻的球體,應(yīng)是兩 球心間距. 2、引力的推廣、引力的推廣 牛頓還研究了月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)這個(gè)引力也符 合此規(guī)律,同時(shí)許多不同的物體之間都有引力,都遵 循這一規(guī)律,從而牛頓將這一規(guī)律推廣到自然界中任 意兩個(gè)物體,得出了著名的萬有引力定律 （三）萬有引力定律的內(nèi)容 自然界中任何兩個(gè)物體都是互相吸引 的,引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量 成正比,跟它們的距離的二次方成反 比. 2 r mm GF 思考題思考題: 自然界任何兩個(gè)物體都是吸引的,為什 么我們平時(shí)沒有感覺到人與人間的萬 有引力? 練習(xí)練習(xí): 估算兩個(gè)均為50kg的人,在相距1米時(shí)的萬有引力 的大小. 17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一，第一次揭示 了自然界中的一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn) 識(shí)自然的歷史上樹立了一座里程碑。 在文化發(fā)展史上的重大意義：使人們建立了有能 力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思 想，在科學(xué)文化的發(fā)展史上起了積極的推動(dòng)作用。 萬有引力定律的意義萬有引力定律的意義 1.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4， 下列辦法不可采用的是( ) A.使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變 B.使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來的1/4， 距離不變 C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不 變 D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的1/4 練