高中物理《6.3萬有引力定律》課件新人教版必修.ppt

1、萬有引力定律,蘋果落地,思考與交流,太陽與行星間的引力使得行星不能飛離太陽；這種引力是否只存在于太陽和行星之間？這種引力是否是太陽和行星所獨(dú)有的？ 你認(rèn)為還有哪些物體間也存在著吸引力？,一：初探引力的本質(zhì)。,月亮繞地球運(yùn)行,一：初探引力的本質(zhì)。,說一說,這些引力中有與太陽和行星間的引力是同一性質(zhì)、遵循相同規(guī)律的力嗎？地球?qū)υ虑虻囊εc太陽對(duì)行星的引力是同一種性質(zhì)的力嗎？地球使地面上物體（如蘋果）下落的重力與地球?qū)υ虑虻囊κ峭环N性質(zhì)的力嗎？你為什么這樣認(rèn)為。說一說支持的理由或反駁的證據(jù)。,一：初探引力的本質(zhì)。,一：初探引力的本質(zhì)。,太陽對(duì)行星的引力,地球?qū)υ虑虻囊?地球使蘋果下落的力,猜想

2、與假設(shè)：它們是同一性質(zhì)遵循相同規(guī)律的力。,伽利略想像：小球從斜面滾到水平面上假如沒有摩擦，小球的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)不變。從而糾正了一個(gè)沿續(xù)一千多年的錯(cuò)誤。 愛因斯坦想像：假如一個(gè)人以光的速度跟著光跑，看到的自然現(xiàn)象會(huì)是怎樣的導(dǎo)致狹義相對(duì)論的建立。 牛頓的想像,二：想像力是科學(xué)研究的設(shè)計(jì)師,愛因斯坦：想像力比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想像力概括著世界上的一切，推動(dòng)著進(jìn)步，并是知識(shí)進(jìn)化的源泉。嚴(yán)格地說，想像力是科學(xué)研究中的實(shí)在因素。,愛因斯坦(187911955) 美國著名的物理學(xué)家,二：想像力是科學(xué)研究的設(shè)計(jì)師,科學(xué)研究中的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),假定設(shè)想成立,進(jìn)行邏輯推理,可檢測的結(jié)論,實(shí)驗(yàn)鑒定猜想,三：實(shí)驗(yàn)

3、是檢驗(yàn)真理的最終標(biāo)準(zhǔn),假定月球的向心力和地面上物體的重力與太陽吸引行星的力是同一種力，都遵循平方反比規(guī)律。我們向哪個(gè)方向進(jìn)行邏輯推理才能推得“可檢驗(yàn)的結(jié)論”呢？ 聯(lián)想上節(jié)課的問題3，對(duì)你有什么啟發(fā)！ 你能說一說檢驗(yàn)的基本思路嗎。,三：實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的最終標(biāo)準(zhǔn),問題思考,月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力就是月地之間的引力,即:,又因?yàn)榈厍虮砻娴奈矬w所受重力近似等于地球?qū)λ囊?即:,所以,三：實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)真理的最終標(biāo)準(zhǔn),著名的牛頓月地檢驗(yàn),在牛頓時(shí)代已知月球到地心的距離是地面上物體到地心距離(地球半徑)的60倍。如果月球受到地球的引力與地面上物體受到的力是同一種力，也就是引力的大小與距離的二次方成反

4、比，那么月球的向心加速度應(yīng)該是地面上物體重力加速度g的1/602即,牛頓根據(jù)月球的周期和軌道半徑，計(jì)算了月球圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為： a=42r/T2=2.7410-3m/s2。 地球表面的重力加速度g=9.8m/s2 計(jì)算結(jié)果為：,兩者十分接近，為牛頓的假想提供了有力的事實(shí)根據(jù) 這就是著名的月地檢驗(yàn) 數(shù)據(jù)表明，地面物體所受地球的引力，與月球所受地球的引力，真的是同一種力。,以上引力的發(fā)生是以什么為特征的？ 引力的公式：對(duì)我們有什么啟示嗎？,四：再探引力本質(zhì),問題思考,引力是物體本身固有的屬性！,四：再探引力本質(zhì),科學(xué)足跡,牛頓 (16431727) 英國著名的物理學(xué)家,在牛頓之前的

5、眾多物理學(xué)家都研究過引力的本質(zhì)，其中具代表性的笛卡爾學(xué)派認(rèn)為有距離的物體間的作用力，必須通過中間介質(zhì)（以太）來傳遞。而牛頓認(rèn)為物體之間的引力有需要什么介質(zhì)的幫助，吸引作用是物質(zhì)本身固有的屬性，就像磁力是磁鐵的屬性一樣。,牛頓的工作的意義： 如果說我看的比別人更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀?科學(xué)足跡,日本著名導(dǎo)演.藝術(shù)家黑澤明,牛頓工作的意義：對(duì)之后的科學(xué)家追求“統(tǒng)一.和諧”的原理有引導(dǎo)性的作用。開創(chuàng)了綜合.概括，尋求統(tǒng)一的科學(xué)方法?，F(xiàn)在追求“統(tǒng)一和諧”已成了科學(xué)和藝術(shù)的原動(dòng)力。,黑澤明： 人心偏愛單純與秩序，追求統(tǒng)一與和諧。,1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量

6、m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比。(1687年),2、公式：,引力常量：G=?,r為兩質(zhì)點(diǎn)（球心）間的距離。,五：萬有引力定律,3.萬有引力定律公式中距離的說明,(1)當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)大于每個(gè)物體的尺寸時(shí)，物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，r即為兩質(zhì)點(diǎn)間的距離。,(2)當(dāng)兩物體是質(zhì)量均勻分布的球體時(shí), 它們間的引力也可直接用公式計(jì)算, 但式中的r是指兩球心間距離。,(3)當(dāng)研究物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，可以把物體分成無數(shù)個(gè)小部分每個(gè)小部分均視為質(zhì)點(diǎn)，然后用微積分求解。此時(shí)r可為兩物體質(zhì)心間的距離,引力常量的測量卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)(1789年),卡文迪許,卡文迪許扭稱,六：引力常量的測量,扭秤實(shí)

7、驗(yàn)的測量結(jié)果,萬有引力常量,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(gè)質(zhì)量為1kg的物體相距1m時(shí)， 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(dòng)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(shí)代 C、使得萬有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值,(卡文迪許被稱為能稱出地球質(zhì)量的人),卡文迪許在測 G值時(shí)巧妙在哪里？ 引力常量的測定有何實(shí)際意義？,一粒芝麻重的幾千分之一!,為什

8、么我們感覺不到周圍物體的引力呢？,粗略計(jì)算: 兩個(gè)質(zhì)量為50kg，相距0.5m的物體之間的引力？,那么太陽與地球之間的萬有引力又是多大呢？,已知：太陽的質(zhì)量為M=2.01030kg，地球質(zhì)量為 m=6.01024kg，日地之間的距離為R=1.51011m,F=GMm/R2,=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2,=3.51022(N),能拉斷直徑為9000km的鋼柱!,太陽對(duì)質(zhì)量為50kg的人，引力很小，不到0.3N 我們感受不到太陽的引力,幾種引力的比較,1. 如果有一天萬有引力突然消失，世界將發(fā)生什么變化？對(duì)你的生活將產(chǎn)生什么影響？,為鞏固本章知識(shí)，提供下列網(wǎng)站供學(xué)生查閱，作為課后延伸內(nèi)容： :9000/ly/lyw1/（中學(xué)物理教室） ,（三）課后延伸,(1)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn), 是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一. 把地面上物體運(yùn)