32万有引力定律.ppt

第三章 天体运动 3.2 万有引力定律（2课时） 牛顿的《原理》将成为一座永垂不朽的深邃智慧的纪念碑，它向我们揭示了最伟大的宇宙定律，是高于（当时）人类一切其他思想产物之上的杰作，这个简单而普遍定律的发现，以它囊括对象之巨大和多样性，给予人类智慧以光荣。 ——拉普拉斯 思考：是什么原因使行星绕太阳公转而没有离开太阳？ 牛顿的思考：（月—地检验） 假定地面上物体所受的重力和月球所受的向心力是同种性质的力，遵从“平方反比”的规律。 已知，月球轨道半径约为地球半径的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力应该是它在地面附近时所受引力的 ，物体在月球轨道上运行时的加速度应该是重力加速度的 牛顿的时代，已能比较精确测定的数据有： 月球与地球之间的距离 月球公转周期T=27.3天 重力加速度 求 解： 月—地检验证明了牛顿的大胆设想，至此，平方反比律已经扩展到太阳与行星间、地球与月球间、地球与地面物体间。这样，牛顿认识到了宇宙间普遍存在的一种作用力——万有引力。1687年，他正式发表了万有引力定律。 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 kg r ---两物体间的距离 m G ---引力常量，适用于任何物体 m1 m2 F F r 3.公式的适用条件： ①两个质点间引力大小的计算 ②两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 ③质量分布均匀的两个球体 r取球心间距离 4.万有引力的特点： 普遍性 相互性 宏观性 m1 m2 F F’ r 一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的 (　 　) A．0.25倍 B．0.5倍 C．2倍 D．4倍 C 操场两边放着半径为r1、r2，质量分别为m1、m2的篮球和足球，两者的直线间距为r，这两球间的万有引力大小为（ ） A. B. C. D.无法判断 C r 5.引力常量G： ①卡文迪许： 扭秤实验（放大法） 1798年 r F r F m m′ m m′ 5.引力常量G： ①卡文迪许 扭秤实验（放大法） ② 两个质量为 1 kg 的物体相距 1 m时，它们之间万有引力为 6.67×10-11 N ③G值测定的意义： 用实验证明了万有引力的存在 使万有引力定律公式有了真正的实用价值 （能称出地球质量的人） 开创了弱力测量的新时代 既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时不会吸在一起?我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题 故它们之间的引力很小，且小于它们与地面间的摩擦力，故两人不会吸在一起；受力分析时可不考虑物体间引力 宏观性 对于万有引力定律极其表述式 ，下列说法中正确的是　 ( 　　 ) A、不能看做质点的的两物体间不存在相互作用的引力 B、当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大 C、公式中引力常量G是由牛顿测出来的，与物体质量无关 D、m1与m2受到的引力大小总足相等的，而与m1、m2 是否相等无关 D 有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点．现从M中挖去半径为1/2R的球体，如图3所示，则剩余部分对m的万有引力F为多大？ 填补法 思考：重力是由于地球的吸引而产生的，重力就是万有引力吗？重力和万有引力是什么关系？ 6.重力和万有引力的关系： ①在一般位置： F向 G m R 6.重力和万有引力的关系： ①在一般位置： ②在赤道上：重力最小，g最小 ③在两极点：重力最大， g最大 Fn G m R 思考： 赤道表面物体（m=1kg)随地球自转的向心力为多大？(R地=6400km) 结论：由于物体随地球自转的向心力很小, 地球表面附近的物体重力近似等于万有引力