shliu必修二课件：6.3万有引力定律.pptx

【学习目标】 1．了解万有引力定律得出的思路和过程； 2．理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式； 3. 知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。 【学习重、难点】 重点：理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式。 难点：了解万有引力定律得出的思路和过程。 月亮绕地球运行 苹果落地 月亮绕地旋转所需要的向心力、地球对地表物体的重力与太阳行星间的引力是不是都是相同的力呢？…… 这个问题引起了牛顿的沉思。 一、牛顿的思考 牛顿的思考： 苹果与月亮受到的力可能是同一种力! 可能是地球表面的重力延伸到月亮。 而且它们都是类似太阳行星间的引力，它们都应遵从“与距离平方成反比”的关系。 一、牛顿的思考 证明苹果、月亮受力满足“平方反比”的关系 当时已知的一些量： 地表重力加速度：g = 9.8m/s2 地球半径： R = 6400×103m 月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s 月亮轨道半径： r ≈ 60R 那么，通过这些已知条件如何来证明：苹果、月亮受力也满足“平方反比”的关系呢？ 牛顿的这一猜想非常大胆，将天上和人间连接在了一起！ 三、牛顿的智慧 牛顿再度思考： 既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？ 三、牛顿的智慧 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。 表达式： 三、牛顿的智慧 牛顿的这一大胆的推广，充分体现了牛顿非凡的智慧！！！ 四、万有引力定律 内容： 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。 G为引力常量，r为两物体的中心距离。 表达式： “两个物体的距离”到底是指物体哪两部分的距离？你认为万有引力定律适用条件是什么？ 测定引力常量有何意义？引力常量是由哪位物理学家测出的，它的数值是多大？ 万有引力定律的适用条件 (1)万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远大于每个物体的尺寸时，物体可以看成质点，直接使用万有引力定律计算。 (2)当两物体是质量均匀分布的球体时, 它们间的引力也可直接用公式计算, 但式中的r是指两球心间距离(两球体间的距离远大于每个球体的尺寸)。 (3)当研究物体不能看成质点时，可以把物体假想成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力，然后求合力。 万有引力定律的适用条件 五、万有引力定律的验证 1、哈雷彗星回归预测 1682 年8 月出现 1758 年12 月25 日晚回归 1682年，哈雷在访问巴黎天文台时，恰好遇上了一颗大彗星，他观测了这颗彗星，并计算了彗星接近太阳时的轨道。 牛顿提出的彗星也服从万有引力定律的观点使哈雷感悟到：如果彗星是在一个以太阳为焦点的椭圆轨道上运行，那么，有朝一日它还会转回到太阳附近，基于这个想法，哈雷应用万有引力定律开始了彗星的研究． 1705年，哈雷出版了《彗星天文学论说》一书，书中论述了他应用《原理》中的力学理论计算出1337—1698年间观测到的24颗彗星的轨道．哈雷指出，出现于1531、1607和1682年的三颗彗星应是同一颗彗星的三次回归，并大胆预言，这颗彗星一定会再次回来，回归的日期在1758年底到1759年初，时间间隔是76年． 1758年岁末，哈雷去世后的第16年，一颗拖着美丽长尾的彗星跃上昏黄的夜空，哈雷的预言实现了！人们慷慨地称它为哈雷彗星！作为人类所确认的第一颗周期彗星，哈雷彗星的回归，说服了最后一批牛顿力学的怀疑者．不仅1758年，在以后的漫长岁月中，1835年、1910年、1986年，哈雷彗星都如期地回归过地球，科学的预言一次又一次地证实了牛顿理论的正确！ 1、哈雷彗星回归预测 18世纪末19世纪初，人们对天王星的运动的观测和理论结果之间存在着明显的偏差。英国青年大学生亚当斯在 1843年到 1845年，法国天文学家勒维烈在1845年，各自独立地根据牛顿理论进行了计算，预言了在天王星轨道之外的一个未知行星的质量、轨道和位置。 勒维烈将他的计算结果写信告诉了柏林天文台的伽勒，伽勒于1846年9月23日夜间在预定的地点发现了一颗新的行星，这就是对天王星的运行产生规则的摄动作用的海王星。 法国著名科学家阿拉果高度评价了海王星的发现，他说：“天文学家