万有引力定律公开课.ppt

6.3 万有引力定律 在上一节的基础上，继续追寻牛顿的足迹，通过重新“发现”万有引力定律，体会科学规律发现的思路和过程. 是什么原因使行星绕太阳公转 而没有离开太阳？ 牛顿：太阳对行星的引力使行星绕太阳公转不能飞离太阳 是什么原因使月球绕地球公转而没有离开地球？ 是什么原因使人造卫星绕地球运动? 树上熟透的苹果 掉下来落到地面上 地面上的物体，被抛出去后 总要落回地面，是什么原因 使物体不离开地球呢？ 一、万有引力的猜想 事实：太阳对行星的引力使行星绕太阳公转而不飞离太阳. 猜想： 地球对月球的引力使月球绕地球公转而不飞离地球？ 地球对地面上苹果的引力使苹果不离开地球？ 继续猜想： 太阳对行星的引力 地球对月球的引力 地球对地面上苹果的引力 也许是同一种力， 遵从相同规律 二、万有引力的检验 -------月---地检验 目的：验证 地球对地面上苹果的引力 地球对月球的引力 遵循 思路：1、假定猜想成立，理论推导 2、实际测量 若二者结果一致 则假设成立 若二者结果不一致 则假设就不成立 月---地检验 地球对苹果的引力: 理论推导 1、先假定猜想成立： 苹果下落的加速度: 地球对月球的引力: 苹果下落的加速度: 月球绕地球公转的加速度： 在牛顿的时代，已能比较精确测定： 月球与地球的距离 3.8×108m 月球公转周期 T=27.3天 地球的自由落体加速度 g=9.8m/s2 求月球公转的向心加速度： 实际测量计算与假设的理论推导结果一致 即：月球公转轨道半径 r=3.8×108m 实际测量 2、 验证结论： 地球对地面上物体的引力 地球对月球的引力 太阳对行星的引力 是同一种性质力， 都遵循 问题1：地面上的两个物体间是否存在引力？ 问题2：若地面上的两个物体间存在引力，为何两个物体 没有在引力作用下紧靠在一起？ 宇宙中的一切物体间都有引力: 大胆设想： 事实上，自然界中任何两个有质量的物体间 都存在引力. 1687年牛顿发现万有引力定律 三、万有引力定律的得出 万有引力定律 1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小F与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比. 2.公式： m1,m2 ---两物体的质量 r ---两物体间的距离 G ---比例系数，叫引力常量，适用于任何物体，G的国际单位 N·m2/kg2 m1 m2 F F’ r 3.万有引力的理解 ① 普遍性：任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一 ② 相互性：万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛顿第三定律 ③ 宏观性：通常情况下万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义。在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计 4.公式 的适用条件： ①（理想情况） 两个质点间引力大小的计算 ②（实际情况） 若两个物体间的距离远大于物体本身大小时，两个物体可看成质点 如：太阳与行星间 地球与月球间 m1 m2 F F’ r r 为两质点间的距离 r为两天体中心的距离 ③ 质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中于球心 r为物体到地心的距离 r为两球心间的距离 例1.由公式 当两物体之间的距离 时,两个物体可视为质点，公式适用，则两物体之间的引力 可知， 问题：当两物体间的距离 时,则两物体之间的引力 ,这种观点对么？ 【解析】 ： 当两物体间距离 时，物体不能看成质点， 公式 已不再适用 牛顿发现万有引力定律 ， 但却无法算出两个天体间的万有引力大小， 因为他不知道引力常量G的值. 四、万有引力定律的检验---引力常量G的测量实验 1798年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置, 第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小F做了精确测量 和计算，比较准确地测出了引力常量G的数值 r F r F m m′ m m′ 引力常量G的测量实验 放大思想 实验原理： r F r F m m′ m m′ G的含义—表示两质量m1 =m2=1kg的匀质小球， 相距r=1m时万有引力的大小 引力常量通常取 测定引力常量G的重要意义 1、用实验证明了万有引力的