萬有引力定律上課課件

1、1,學(xué)習(xí)交流PPT,1、開普勒行星運(yùn)動定律 （也適用于人造衛(wèi)星） （1） 第一定律（軌道定律） （2） 第二定律（速率定律） （3） 第三定律（周期定律）：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等,一. 知識回顧：,2,學(xué)習(xí)交流PPT,2. 行星繞太陽運(yùn)動的簡化：,3.行星與太陽間相互作用力大小，方向怎樣？,太陽與行星間引力的 方向沿二者的連線,3,學(xué)習(xí)交流PPT,上一節(jié)我們知道了太陽與行星之間作用力的規(guī)律,可以解釋行星的運(yùn)動.即太陽對行星的引力來提供行星繞太陽運(yùn)動所需的向心力.正因?yàn)檫@個引力使得行星不能飛離太陽.牛頓進(jìn)一步推想也應(yīng)該是地球?qū)υ虑虻囊κ沟迷虑虿荒茈x開地球

2、,而圍繞地球運(yùn)動.,“天上”的力與“地上”的是否是同一種力呢?,思考與猜想：,4,學(xué)習(xí)交流PPT,蘋果落地與月亮繞地旋轉(zhuǎn)這引起了牛頓的沉思。,他猜想：蘋果與月球受到的引力可能是同一種力!,5,學(xué)習(xí)交流PPT,月球軌道r=60R,假定維持月球繞地球運(yùn)動的力與使得蘋果下落的力是同一種力,同樣遵從平方反比定律,則:,=,數(shù)據(jù)表明,地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，以及太陽與行星間的引力，遵從相同的規(guī)律。,R=6370Km,二.月-地檢驗(yàn):,6,學(xué)習(xí)交流PPT,牛頓再度思考： 既然太陽行星間、地球月球間、地球物體間有引力，那么任何兩個有質(zhì)量的物體間是否也都有這樣的引力呢？,物體之間于是我們大

3、膽地把以上結(jié)論 推廣到宇宙中的一切,7,學(xué)習(xí)交流PPT,三.萬有引力定律:,自然界中任何兩個物體都是互相吸引的，引力的 方向在它們的連線上，引力的大小跟這兩個物體 的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，跟它們的距離的 二次方成反比.,1.內(nèi)容：,2.公式：,8,學(xué)習(xí)交流PPT,3.單位：,質(zhì)量m-kg，距離r -m， 力F -N； 常量G-Nm2/kg2 ，( 數(shù)值上等于兩質(zhì)量各為1Kg的物體相距1米時的萬有引力的大小)。,4.使用條件：,僅適用于兩個質(zhì)點(diǎn)或者兩個均勻球體之間的相互 作用。（兩物體為均勻球體時，r為兩球心間的距離）,9,學(xué)習(xí)交流PPT,5.意義：,揭示了地面上物體運(yùn)動的規(guī)律和天體上 物

4、體的運(yùn)動 遵從同一規(guī)律，讓人們認(rèn)識到 天體上物體的運(yùn)動規(guī)律也是可以認(rèn)識的,解 放了人們的思想,給人們探索自然的奧秘建 立了極大信心, 對后來的物理學(xué)、天文學(xué)的 發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。,10,學(xué)習(xí)交流PPT,6、萬有引力定律的進(jìn)一步理解：,（1）普遍性：萬有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質(zhì)量 的物體（大到天體小到微觀粒子）間的相互吸引力，它是自然界的物體間的基本相互作用之一 （2）相互性：兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力，符合牛頓第三定律 （3）宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬

5、有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計,11,學(xué)習(xí)交流PPT,a.1686年牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律后，曾經(jīng)設(shè)想過幾種測定引力常量的方法，卻沒有成功. b.其間又有科學(xué)家進(jìn)行引力常量的測量也沒有成功. c.直到1789年，英國物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用了扭秤裝置，第一次在實(shí)驗(yàn)室里對兩個物體間的引力大小作了精確的測量和計算，比較準(zhǔn)確地測出了引力常量,四.引力常量:,12,學(xué)習(xí)交流PPT,引力常量的測量卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)(1789年),卡文迪許,卡文迪許實(shí)驗(yàn)室,13,學(xué)習(xí)交流PPT,卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)(1789年)-放大法,14,學(xué)習(xí)交流PPT,1、實(shí)驗(yàn)原理：力矩平衡，即引力矩=扭轉(zhuǎn)力矩,2、科學(xué)方法：放大法,3、測定引力常量的意義,物理含義： 兩個質(zhì)量為1kg的物體相距1m時， 它們之間萬有引力為6.6710-11 N,4、引力常量：G=6.671011 Nm2/kg2,兩次放大及等效的思想 ： (1)扭秤裝置把微小力轉(zhuǎn)變成力矩來反映 (2)扭轉(zhuǎn)角度(微小形變)通過光標(biāo)的移動來反映,A、證明了萬有引力的存在 B、開創(chuàng)了測量弱力的新時代 C、使得萬有引力定律有了真正的實(shí)用價值,(卡文迪許被稱為能稱出地球質(zhì)量的人),15,學(xué)習(xí)交流PPT,練習(xí)1： 估算兩個質(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m 時之間的萬有引力約有多大？,答案：6.6710-7牛,五.萬有引力應(yīng)用:,16,學(xué)習(xí)交流PPT,練習(xí)