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1、第二節(jié) 萬(wàn)有引力定律,是什么力使天體維持這樣的運(yùn)動(dòng)呢?,( 1 )為 什么蘋果從樹上落向地面而不飛向天空?,( 2 )在我們周圍,物體都受到重力作用,那么月球受到重力作用嗎?,( 3 )為什么月球不會(huì)落到地球的表面,而是環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)?,一、萬(wàn)有引力定律,伽利略:認(rèn)為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) 開普勒:認(rèn)為行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),是受到了來(lái)自太陽(yáng)的類似磁力的作用 笛卡爾:認(rèn)為行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿叫行侵車D(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)的作用 胡克、哈雷:認(rèn)為行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿搅颂?yáng)對(duì)它的引力,甚至推測(cè)出太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小跟行星與太陽(yáng)之間距離的平方成反比,1太陽(yáng)與行星間的引力遵循怎樣
2、的規(guī)律?,2.萬(wàn)有引力的推導(dǎo),設(shè)太陽(yáng)的質(zhì)量為 M ,行星的質(zhì)量為 m ,軌道半徑為 r, 速率為 v, 周期為 T,(一)萬(wàn)有引力定律:任何兩個(gè)物體之間都存在相互作用的引力,這個(gè)力的大小與這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比,與兩物體之間的距離的平方成反比,(二)表達(dá)式:,說(shuō)明:式中G 為萬(wàn)有引力常量, r 為兩質(zhì)點(diǎn)的距離對(duì)質(zhì)量分布均勻的球體而言, r 為球心距離 ( 兩個(gè)物體之間萬(wàn)有引力的大小與物體間距離的關(guān)系見書P47頁(yè)圖),(三)對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解:,1.普遍性:萬(wàn)有引力存在于任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間 2.相互性:兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間的萬(wàn)有引力是一對(duì)作用力和反作用力 3.宏觀性:一般質(zhì)量不太大
3、的物體之間的萬(wàn)有引力比較小,與其它力比較可以忽略不計(jì),但在巨大的天體之間或天體與其附件的物體之間萬(wàn)有引力起絕對(duì)性的作用。,(四)適用條件(萬(wàn)有引力定律適用于宇宙中的任何物體):1.嚴(yán)格的說(shuō),萬(wàn)有引力定律只實(shí)用于質(zhì)點(diǎn)間的相互作用2.兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用3.一個(gè)均勻球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力也適用4.兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí),公式也近似適用思考:兩個(gè)小球在不斷接近的過(guò)程中,當(dāng)它們之間的距離接近零的時(shí)候(r0),能否認(rèn)為萬(wàn)有引力就接近于無(wú)窮大(F)?,二、引力常量(卡文迪許實(shí)驗(yàn)),當(dāng)時(shí)測(cè)量的G值為G=6.754-11Nm/kg,現(xiàn)在公認(rèn)的 G 值為 G=6.672-11Nm/kg通常可以取G=6.67-11Nm/kg(放大法),G 值的物理含義:兩個(gè)質(zhì)量為 1kg 的物體相距 1m 時(shí),它們之間萬(wàn)有引力為 6.6710-11 N,兩個(gè)質(zhì)量為 50kg 的同學(xué)相距 0.5m 時(shí)的相互吸引力有多大?,太陽(yáng)與地球之間的引力大約是 1022 N 可見:一般物體之間的萬(wàn)有引力太小了,因此通常不考慮,卡文迪許實(shí)驗(yàn)的意義:(1)卡文迪許通過(guò)改變質(zhì)量和距離,證實(shí)了萬(wàn)有引力的存在即萬(wàn)有引力定律的正確性。(
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