高中物理 萬有引力定律 課件 粵教版選修3-5

1、第一節(jié) 萬有引力定律,一.天體究竟做怎樣的運動——“地心說”和“日心說”,1.地心說：托勒玫(90-168)Claudius Peolemy,——在古代，以希臘亞里士多德為代表，認為地球是宇宙的中心。其它天體則以地球為中心，在不停地運動。這種觀點，就是“地心說”。公元二世紀，天文學家托勒密，把當時天文學知識總結(jié)成宇宙的地心體系，發(fā)展完善了“地心說”，描繪了一個復雜的天體運動圖象。,第一節(jié) 萬有引力定律,——托勒玫認為，行星P在以C點

2、為中心的軌道上做勻速圓周運動的同時，圓心C點也沿以O點為圓心的軌道相對于離地球不遠的Q點做勻速圓周運動，這兩種運動的復合，構(gòu)成了行星的運動。,“地心說”行星運行圖,第一節(jié) 萬有引力定律,2.日心說：哥白尼(1473-1543) Nicolaus Copernicus,——波蘭天文學家哥白尼經(jīng)過近四年的觀測和計算，于1543年出版了“天體運行論”正式提出“日心說”。 “日心說”認為，太陽不動，處于宇宙的中心，地球和其它行

3、星公轉(zhuǎn)還同時自轉(zhuǎn)。 “日心說”對天體的描述大為簡化，同時打破了過去認為其它天體和地球截然有別的界限，是一項真正的科學革命。,第一節(jié) 萬有引力定律,“日心說”和宗教的主張是相反的。為宣傳和捍衛(wèi)這個學說，意大利學者布魯諾被宗教裁判所活活燒死。伽利略受到殘酷的迫害，后人把歷史上這樁勇敢的壯舉形容為：“哥白尼攔住了太陽，推動了地球。”,“日心說”行星運行圖,第一節(jié) 萬有引力定律,十七世紀，德國人開普勒在“日心說”的基礎上，整

4、理了他的老師，丹麥人第谷20多年觀測行星運動的數(shù)據(jù)后，經(jīng)過四年艱苦計算，總結(jié)了關于行星運動的三條規(guī)律，即：,3.開普勒行星運動定律：開普勒（1571-1630）Joanhes Kepler,開普勒第一定律（橢圓軌道定律）——所有行星分別在大小不同的軌道上圍繞太陽運動。太陽在這些橢圓的一個焦點上。,開普勒第二定律——對任意行星來說，他與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。,開普勒第三定律——行星繞太陽運動軌道半長軸的立方與運動周期的平

5、方成正比。,第一節(jié) 萬有引力定律,二.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn),1.科學家對行星運動原因的各種猜想,2.牛頓總結(jié)了地球?qū)Φ孛嫔系奈矬w的引力、太陽對行星的引力、以及行星對衛(wèi)星的引力，都遵守相同的規(guī)律，是同一性質(zhì)的力。牛頓把這種引力規(guī)律做了推廣，在1687年發(fā)表了萬有引力定律。 3.萬有引力定律內(nèi)容——任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小與兩個物體的乘積成正比，與他們的距離的平方成反比。其數(shù)學表達式為：,第一節(jié) 萬有引力定律,萬有引力定律

6、：,【說明】1.m1和m2表示兩個物體的質(zhì)量，r表示他們的距離，2.G為引力常數(shù)。G=6.67×10－11 N·m2/kg2 G的物理意義——兩質(zhì)量各為1kg的物體相距1m時萬有引力的大小。,【說明】萬有引力定律的： ①普遍性；②相互性；③宏觀性；④特殊性；⑤適用條件；,【注意】①萬有引力公式適用于可視為質(zhì)點的物體； ②r—質(zhì)點間的距離（球心距）。,第一節(jié) 萬有引力定

7、律,引力常數(shù)的測定——卡文迪許扭秤,G=6.67×10－11 N·m2/kg2,第一節(jié) 萬有引力定律,引力常量的物理意義——它在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時的相互作用力。萬有引力定律的適用條件 ：——適用于兩個質(zhì)點或者兩個均勻球體之間的相互作用。（兩物體為均勻球體時，r為兩球心間的距離） 萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的重要意義： 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響。

8、它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來。在科學文化發(fā)展上起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物。,第一節(jié) 萬有引力定律,幾種引力的比較,第一節(jié) 萬有引力定律,【例題】如圖所示，在距一個質(zhì)量為M，半徑為R，密度均勻的球體表面R處，有一個質(zhì)量為m的質(zhì)點。此時M對m的萬有引力為F1。當從M中挖去如圖所示半徑為R/2的球體時，剩下部分對m的萬有引力為F2，則F