萬有引力定律課件1

1、2. 萬有引力定律,1.了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程。,2.知道萬有引力定律并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。,1.為什么蘋果從樹上落向地面而不飛向天空？,2.在我們周圍，物體都受到重力作用，那么月球受 到重力作用嗎？,3.為什么月球不會落到地球的表面，而是環(huán)繞地球 運(yùn)動(dòng)？,牛頓的思考,牛頓猜測：太陽與行星間、地球與蘋果間、地球與月亮間的力是不是同一種力呢？,牛頓（1643—1727 ）英國科學(xué)家,一、萬有引力定律,與牛頓同時(shí)代的一些科學(xué)家

2、，如胡克、哈雷等對這一問題的認(rèn)識則更進(jìn)一步，胡克認(rèn)為，行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)是因?yàn)槭艿教枌λ囊?，甚至證明了如果行星的軌道是圓形的，它所受的引力的大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比。但是他們無法證明在橢圓軌道下，引力也遵循同樣的規(guī)律，更沒能嚴(yán)格地證明這種引力的一般規(guī)律。這時(shí)牛頓比較早地應(yīng)用數(shù)學(xué)方法使這個(gè)問題得到證明還指出這種引力應(yīng)當(dāng)與星體的質(zhì)量成正比，從而確定了他的表達(dá)式。,把行星繞太陽運(yùn)動(dòng)看作勻速圓周運(yùn)動(dòng),,近似化,為了使問題簡化，我

3、們把行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)看作做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么，太陽對行星的引力F應(yīng)為行星所受的向心力，即：,m,有以上兩式可得：,由開普勒第三定律可知， 是常量,可得：,由牛頓第三定律可知，太陽吸引行星，行星也必然吸引太陽，設(shè)此力為F′，,即：,又 F =F′,得：,行星繞太陽運(yùn)動(dòng)遵循這個(gè)規(guī)律，其他天體也適用這個(gè)規(guī)律,萬有引力定律：,任何兩個(gè)物體之間都存在相互吸引的力，引力的大小與這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，與這兩個(gè)物體之間的距離的二次方

4、成反比。,數(shù)學(xué)表達(dá)式：,G 為是引力常量，是一個(gè)與物體種類無關(guān)的常量。r 是兩物體之間的距離。,萬有引力的使用條件,1.嚴(yán)格地講，只適用于質(zhì)點(diǎn)間的引力計(jì)算，而當(dāng)兩物體間距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體的尺寸時(shí)，物體可看作質(zhì)點(diǎn)。,2.特別地，當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體，又不能看作質(zhì)點(diǎn)時(shí)，在進(jìn)行它們間的引力計(jì)算時(shí)，r取球心間距離。,3.當(dāng)研究物體不能看作質(zhì)點(diǎn)時(shí)，可以把物體假想分割成無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)，求出每個(gè)質(zhì)點(diǎn)受到的引力，然后求合力。,⑴ 如兩形狀不規(guī)則的物

5、體：,①如果物體的大小相對于r的大小不能忽略時(shí)，它們的萬有引力大小就不能用 求解。,②如果物體的大小相對于r的大小可以忽略時(shí)，它們的萬有 引力大小就可以用 求解。,⑵ 如兩質(zhì)量分布均勻的球體：,無論球體的大小相對于r的大小不能忽略也好，可以忽略也罷，它們的萬有引力大小都可以用 求解。,引力

6、常量,1798年,即在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年以后,英國物理學(xué)家卡文迪許（1731－1810）,巧妙地利用扭秤裝置,第一次在實(shí)驗(yàn)室里比較準(zhǔn)確地測出了引力常量.,標(biāo)準(zhǔn)值：,常用值：,為什么我們感覺不到旁邊同學(xué)的引力呢？,假設(shè)質(zhì)量均為60千克的兩位同學(xué)，相距1米，他們之間的相互作用的萬有引力多大？,2.4×10-7N是一粒芝麻重的幾千分之一，這么小的力人根本無法察覺到。,例：地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，一個(gè)飛行器在地球

7、與月球之間，當(dāng)?shù)厍驅(qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r(shí)，這個(gè)飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為多少？,解：設(shè)R是飛行器到地心的距離，r是飛行器到月球的距離。,由題意：,解得：,1.下面關(guān)于萬有引力的說法中正確的是( )A.萬有引力是普遍存在于宇宙空間中所有具有質(zhì)量的物 體之間的相互作用力B. 重力和引力是兩種不同性質(zhì)的力C. 當(dāng)兩物體間有另一質(zhì)量不可忽略的物體存在時(shí)，則這兩個(gè)物體間萬有引力將增大D. 當(dāng)兩個(gè)物體間距為

8、零時(shí)，萬有引力將無窮大,A,A.對星球之間而言，是指運(yùn)行軌道的平均半徑B.對地球表面的物體與地球而言，是指物體距離地面的高度C.對兩個(gè)均勻球而言，是指兩個(gè)球心間的距離D.對人造地球衛(wèi)星而言，是指衛(wèi)星到地球表面的高度,AC,,3.如圖所示，兩球的半徑遠(yuǎn)小于r，而球質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1、m2，則兩球間的萬有引力的大小為 ( ),,D,4.一個(gè)行星，其半徑比地球的半徑大2倍，質(zhì)量是地球的25倍，則它表面的重力加速度是