3.2万有引力定律 课件 -2022-2023学年高一下学期物理教科版必修2

§3.2 万有引力定律 【讨论交流】： 1、为什么苹果从树上落向地面而不飞向天空？ 2、月球受到重力作用吗？ 3、为什么月球不会落到地面，而是环绕地球运动？ 【牛顿的思考】 关于行星运动的各种动力学解释 17世纪前： 行星理所应当的做这种完美的圆周运动 一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。 受到了来自太阳的类似与磁力的作用。 在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。 受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。 伽利略 开普勒 笛卡尔 胡克、哈雷 但从开普勒第一定律知道，行星运动的轨道是椭圆形的，那么在椭圆轨道下这个引力大小是否还和距离成反比呢？牛顿是否证明了这一点呢？ 牛顿在前人的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：行星的轨道是椭圆时，太阳和行星间的引力也满足上述结论。 (r为太阳到行星的距离，v为行星的线速度,m是行星的质量） M v r F v v m v 如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的引力F应为行星所受的向心力，即 为了方便说明问题，我们把行星的椭圆轨道近似地看作圆形轨道。 将圆周运动中的周期T和速度v的关系式 代入上式，有： 即：太阳对行星的引力跟行星的质量m成正比，跟行星到太阳的距离r的二次方成反比。 由开普勒第三定律可知， =k 是常量，由此可得： 根据牛顿第三定律可知： 太阳对行星的引力 F 和行星对太阳的引力 F′是一对相互作用力，是同种性质的力, F′也应该和太阳的质量M成正比, 即 因F和F′大小相等，因此 M v r F v v m v 牛顿还通过计算，证明月球绕地球运动，地球对月球的引力遵循同样的规律（著名的“月-地”检验）。 牛顿在研究了其他不同物体间的引力作用后，认为……，——万有引力。1687年，牛顿正式发表了万有引力定律。 一、万有引力定律 1.内容:任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比. 2.公式： -------G为引