内容正文:
高中物理 必修2
第8讲 万有引力定律
题型1(万有引力定律的基本概念)
一、万有引力定律的发现
1、行星受太阳的引力
设行星的质量为m,速度为v,行星到太阳的距离为r,则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供:,由于天文观测难以直接得到行星的速度v,但可以得到行星的公转周期T,,代入,得:,根据开普勒第三定律:,即:,代入得:,所以。
2、太阳受行星的引力
由于行星受太阳的引力满足,根据牛顿第三定律的:太阳受行星的引力同样满足,
结论:太阳与行星间的引力:概括起来有,则太阳与行星间的引力大小为,
由此可得:太阳与行星间的引力与它们的质量和之间的距离有关;
G比例系数,与太阳、行星的质量无关;
引力F的方向:沿着太阳和行星的连线
公式的适用的范围:行星与太阳之间。
3、万有引力定律
在研究了许多不同物体间遵循同样规律得引力后,牛顿进一步把这个规律推广到自然界中任意两个物体之间,于1687年正式发表了万有引力定律:
(1)内容:宇宙间的一切物体都是相互吸引的,两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成正比,跟它们距离的平方成反比。
(2)公式:
(3)各物理量的含义:
①F——牛顿(N);m——千克(kg);
②r的含义:较远时可视为质点的两个物体间的距离;较近时质量分布均匀的球体的球心间的距离。其单位为:米(m);
③万有引力恒量:,常见物体间的万有引力我们是难以感觉得到的。
(4)对万有引力定律的理解
①普遍性:任何两个物体之间都存在引力(大到天体小到微观粒子),它是自然界的物体间的基本相互作用之一。
②相互性:两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力,符合牛顿第三定律。万有引力定律公式中r,其含义是两个质点间的距离。
③宏观性:通常情况下,万有引力非常小,只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义。在微观世界中,粒子的质量都非常小,粒子间的万有引力很不显著,万有引力可以忽略不计。
④万有引力的特殊性:两物体间的万有引力只与他们本身的质量有关,与它们间的距离有关,而与所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关(质量是引力产生的原因)。
⑤重力式万有引力的分力。
(5)万有引力定律的意义
①是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远影响。它第一