第六章 万有引力定律.pptVIP

知识回顾太阳与行星间的引力古人观点牛顿思考理论演算总结规律建模理想化类比推导第1页，共32页，星期日，2025年，2月5日月亮绕地球运行第2页，共32页，星期日，2025年，2月5日苹果落地第3页，共32页，星期日，2025年，2月5日思考如果你是牛顿，你会想到什么？牛顿用什么方法得出万有引力定律？第4页，共32页，星期日，2025年，2月5日地球对月球的力，地球对地面上物体的力，太阳对行星的力，是不是同一种力呢？牛顿的思考：万有引力定律的发现过程第5页，共32页，星期日，2025年，2月5日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。而且都是类似太阳与行星间的引力，它们都应遵从“与距离的二次方成反比”的关系。牛顿的猜想：第6页，共32页，星期日，2025年，2月5日牛顿的智慧：牛顿的这一猜想非常大胆，将天上和人间连接在了一起！第7页，共32页，星期日，2025年，2月5日证明：苹果、月亮受力满足“平方反比”的关系2rMmGF=2rMGa=Fma=牛顿第二定律：第8页，共32页，星期日，2025年，2月5日当时已知的一些量：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 ？计算验证：计算结果：2rMGa=第9页，共32页，星期日，2025年，2月5日地球对月球的力，地球对地面上物体的力，太阳对行星的力，是同一种力,且都遵从“与距离的二次方成反比”的关系结论第10页，共32页，星期日，2025年，2月5日既然太阳行星间、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？牛顿的思考：第11页，共32页，星期日，2025年，2月5日牛顿的这一大胆的推广，充分体现了牛顿非凡的智慧！牛顿的智慧：第12页，共32页，星期日，2025年，2月5日1、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。(1687年)2、公式：引力常量：G=?3、条件：两个质点或两个均质球体之间的相互作用r为两质点（球心）间的距离。二、万有引力定律第13页，共32页，星期日，2025年，2月5日(1)万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一.把地面上物体运动的规律和天体的运动规律统一了起来,揭示了复杂运动背后隐含着简介的科学定律。(2)万有引力定律的发现,对以后物理学的发展和天文学的发展具有深远的影响,它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律。(3)万有引力定律的发现,解放了人们的思想，对科学文化的发展起到了积极的推动作用。4、意义：第14页，共32页，星期日，2025年，2月5日万有引力定律的验证哈雷彗星回归预测哈雷彗星1682年8月出现1758年12月25日晚回归哈雷第15页，共32页，星期日，2025年，2月5日三、引力常量引力常量的测量—卡文迪许扭称实验(1789年)卡文迪许卡文迪许实验室第16页，共32页，星期日，2025年，2月5日【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？—放大法第17页，共32页，星期日，2025年，2月5日引力常量的测量—卡文迪许扭称实验(1789年)第18页，共32页，星期日，2025年，2月5日1、实验原理：力矩平衡，即引力矩=扭转力矩2、科学方法：放大法3、测定引力常量的意义物理含义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11N4、引力常量：G=6.67×10－11N·m2/kg2两次放大及等效的思想：(1)扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(2)扭转角度(微小形变)通过光标的移动来反映A、证明了万有引力的存在B、开创了测量弱力的新时代C、使得万有引力定律有了真正的实用价值(卡文迪许被称为能称出地球质量的人)第19页，共32页，星期日，2025年，2月5日一粒芝麻重的几千分之一!!!为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？粗略计算:两个质量为50kg，相距0.5m的物体之间的引力？第20页，共32页，星期日，2025年，2月5日那么太阳与地球之间的万有引力又