内容正文:
2 万有引力定律
学习目标 思维导图
1.知道行星绕太阳运动的原因是太阳对行星有引力。
2.能根据开普勒定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星之间的引力表达式。
3.理解万有引力定律的含义,掌握其表达式及应用。
4.体会逻辑推理在物理学中的重要性。
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一、行星与太阳间的引力
1.太阳对行星的引力
(1)行星以太阳为圆心做匀速圆周运动。太阳对行星的引力,就等于行星做匀速圆周运动的向心力。由此推知太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。
(2)若行星的质量为m,行星到太阳的距离为r,行星运行周期为
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2.行星对太阳的引力
力的作用是相互的,太阳吸引行星,行星也同样吸引太阳,也就是说,在引力性质方面,行星和太阳的地位完全相当,因此,行星对太阳
3.行星与太阳间的引力
力的方向沿着二者的连线。
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二、月—地检验
1.检验目的:维持地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为同一性质的力。
2.检验方法:(1)假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的
(2)根据牛顿第二定律,月球绕地球做圆周运动的向心加速度
(3)假设地球对苹果的吸引力也是同一种力,同理可知,苹果自由
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3.检验结论:已知自由落体加速度g为9.8 m/s2,即a苹=9.8 m/s2;
r=3.8×108 m,月球公转周期为27.3 d,约2.36×106 s,
即a月=2.69×10-3 m/s2,则 。可知,计算结果与预期符合得很好。
这表明:地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力,与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。
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三、万有引力定律
1.内容: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m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比。
四、引力常量
1.牛顿得出了万有引力定律之后,无法算出万有引力的大小,因为当时不知道引力常量G的值。
2.牛顿得出万有引力定律100多年后,英国物理学家卡文迪什测量得出引力常量G的值,其数值通常取G=6.67×10-11 N·m2/kg2。
3.引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。
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1.正误辨析
(1)行星绕太阳运动的向心力来自太阳对行星的