《万有引力定律》教学课件.ppt

太阳与行星之间作用力的规律，可以完太阳与行星之间作用力的规律，可以完 全解释行星的运动，那么，是什么力使得全解释行星的运动，那么，是什么力使得地面的物体不能离开地球呢？地面的物体不能离开地球呢？ 问题：问题：牛顿的思考：牛顿的思考： 1 1、“天上的力天上的力”和和“人间的力人间的力”是同是同 一种力吗？一种力吗？ 2 2、地球表面的重力是否能延伸到月球、地球表面的重力是否能延伸到月球 轨道？轨道？ 牛顿的猜想：牛顿的猜想： 苹果与月球受到的引力可能是同一种力苹果与月球受到的引力可能是同一种力! ! 这种力可能都遵从与距离平方成反比的这种力可能都遵从与距离平方成反比的 关系。关系。 一、月一、月地检验地检验 根据下列当时可以测量的数据，证明月根据下列当时可以测量的数据，证明月 球绕地球运动的力遵从球绕地球运动的力遵从“平方反比平方反比”的规的规 律。律。 地表重力加速度：地表重力加速度：g = 9.8m/sg = 9.8m/s2 2地球半径：地球半径： R R = 6.4= 6.410106 6m m月亮周期：月亮周期： T T = 27.3= 27.3天天2.362.3610106 6s s 月亮轨道半径：月亮轨道半径： r r 60R=3.84 60R=3.8410108 8m m计算验证：计算验证：ga36001月？计算结果：计算结果： gsmrTa36001/1072. 242322月二、万有引力定律二、万有引力定律 1 1、内容：、内容： 自然界中任何两个物体都是相互吸引自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的的，引力的大小跟这两个物体的质量的 乘积成正比，跟它们的距离的二次方成乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。反比。2 2、表达式：、表达式： 221rmmGF 4 4、G G为引力常量为引力常量 3 3、适用条件：、适用条件： 适用于两个质点间的万有引力大小计算，适用于两个质点间的万有引力大小计算，对于质量分布均匀的球体，对于质量分布均匀的球体，r r就是它们球就是它们球 心间的距离。心间的距离。 三、引力常量的测量三、引力常量的测量扭秤实验扭秤实验 1 1、实验原理：科学方法、实验原理：科学方法放大法放大法 2 2、实验数据、实验数据 G G值为值为6.676.671010-11-11NmNm2 2/kg/kg2 2 G G值的物理含义：值的物理含义： 两个质量为两个质量为1kg1kg的物体相距的物体相距1m1m时，它们时，它们 之间万有引力为之间万有引力为6.676.671010-11-11N N。 证明了万有引力的存在，使万有引力证明了万有引力的存在，使万有引力 定律进入了真正实用的时代。定律进入了真正实用的时代。 开创了微小量测量的先河，使科学放开创了微小量测量的先河，使科学放 大思想得到推广。大思想得到推广。 3 3、卡文迪许扭秤实验的意义、卡文迪许扭秤实验的意义 四、对万有引力的理解四、对万有引力的理解 普遍性：任何客观存在的有质量的物体之普遍性：任何客观存在的有质量的物体之 间都存在着这种吸引力。间都存在着这种吸引力。 相互性：两个物体相互作用的引力是一对相互性：两个物体相互作用的引力是一对 作用力与反作用力，它们等大反作用力与反作用力，它们等大反 向，分别作用于两个物体上。向，分别作用于两个物体上。 宏观性：对质量巨大的天体间才有现实的宏观性：对质量巨大的天体间才有现实的 意义，分析地球表面物体受力时意义，分析地球表面物体受力时 不需考虑。不需考虑。 特殊性：两个物体间的万有引力只与它们特殊性：两个物体间的万有引力只与它们 本身质量有关，与它们间的距离本身质量有关，与它们间的距离 有关。有关。 五、万有引力定律的历史意义五、万有引力定律的历史意义 1 1、1717世纪自然科学最伟大的成果之一，世纪自然科学最伟大的成果之一， 第一次揭示了自然界中的一种基本相互第一次揭示了自然界中的一种基本相互 作用的规律，在人类认识自然的历史上作用的规律，在人类认识自然的历史上 树立了一座里程碑。树立了一座里程碑。 2 2、在文化发展史上的重大意义：使人们、在文化发展史上的重大意义：使人们 建立了有能力理解天地间的各种事物的信建立了有能力理解天地间的各种事物的信 心，解放了人们的思想，在科学文化的发心，解放了人们的思想，在科学文化的发 展史上起了积极的推动作用。展史上起了积极的推动作用。 例：地球质量大约是月球质量的例：地球质量大约是月球质量的8181倍，在倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置月球和地球对它的引力大小相等，该位置 到月球中心和地球中心的距离之比为到月球中心和地球中心的距离之比为 A A、1 127 B27 B、1 19 9 C C、1 13 D3 D、9 91 1