开普勒三定律,万有引力定律.ppt

开普勒三定律 苹果和牛顿 1666年夏末一个温暖的夜晚，在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个腋下夹着一本书的年轻人走进他家的花园，坐在一棵树下，开始埋头读书。 当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来，一个历史上最著名的苹果落了下来，正好打在23岁的牛顿头上。恰巧在这天，牛顿正苦苦思考着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上？又是什么力量使行星保持在环绕太阳运行的轨道上？为什么这个打中他脑袋的苹果会坠落到地上？于是……. 课堂小结 一、开普勒三定律 * * * * * 我们的太阳系.swf 开普勒 开普勒第一定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 二.开普勒行星运动定律 开普勒 开普勒第二定律 对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积 离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢． 行星运行的速度变化有什么规律呢? 开普勒 开普勒第三定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 一个伟大的定律——万有引力定律诞生了！ 万有引力定律 _____________________________________________ Newton’s Law of Universal Gravitation 诸城一中 物理组 为什么苹果会落地？ 苹果和地球之间存在引力 为什么月球也不会飞离地球呢？ 月球和地球之间存在引力 2地球表面的重力能否延伸到很远的地方，会不会作用到月球上？ 1地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢？ 3拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力也许真的是同一种力，遵循相同的规律? 牛顿的思考 牛顿的猜想 这些力是同一种性质的力，并且都遵从与距离的平方成反比的规律。 建立模型 诱思： 太阳对行星的引力提供向心力，那这个力大小有什么定量关系？ F 太阳 Ｍ 行星 ｍ ｒ Ｖ 科学探究 消去v 行星运行速度v容易观测？怎么办？ 消去T 讨论 为什么能从左式得到右式？ 科学探究 关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？ 探究1: 太阳对行星的引力F 请用中文描述这个关系式！ 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比. F 行星 太阳 F′ 既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力？它有怎么样定量的关系？ 科学探究 探究2: 行星对太阳的引力F′ F 行星 太阳 F′ 类比法 牛 三 行星对太阳的引力F′跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比. 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比. 科学探究 探究3: 太阳与行星间的引力F 类比法 牛 三 F 和F ′是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式有什么关系？ 牛三 G为比例系数，与太阳、行星无关。 方向：沿着太阳与行星间的连线 。 月地检验 R r “月——地”检验示意图 检验目的： 　　　　地球和月球之间的吸引力是否与地球吸引苹果的力为同一种力． 检验原理： 根据牛顿第二定律，知： R r “月——地”检验示意图 地表重力加速度：g = 9.8 m/s2 地球半径：R=6400×103m 月球周期：T =27.3天≈2.36×106 s 月球轨道半径：r≈60R=3.84×108m 求：月球绕地球的向心加速度 ？ 即证明 月地检验 R r “月——地”检验示意图 月地检验 根据向心加速度公式,有： =2.72×10-3m/s2 即： 数据表明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，真的遵从相同的规律！ 是否宇宙中任意两个物体之间都有这样的力呢？ 万有引力定律 3、表达式： 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，引力的大小与物体的质量 和 的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比. 1、内容： 2、方向： 在两物体的连线上 公式中ｒ的具体含义： 1.对于可以看做质点的物体，r为两个质点之间的距离． 2.对于质量分布均匀的球体，r为两个球心之间的距离. m1 m2 r 引力常量 G 是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体. 卡文迪许扭称实验.swf 思考：我们人与人之间也应该存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？ 例题1、估算两个质量 50 kg 的同学相距 0.5 m 时之间的万有引力约有多大？ =6.67×10-7 N 是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。 解： 例题2：那么太阳