7.2 万有引力定律 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章 万有引力与宇宙航行 第2节 万有引力定律 开普勒 伽利略 笛卡尔 胡克 宇宙由不停旋转的微粒组成，微粒的运动形成漩涡，太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动 行星的运动是由于太阳的磁力引起的 行星的运动是“惯性”自行维持的 行星的运动是由于太阳引力的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比 由于关于运动和力的清晰概念是之后由牛顿建立，故无法深入研究 科学家的猜想 伽利略本来可以有更多贡献，可惜他坚持亚里士多德的观点；笛卡尔依靠他的天才而不是实验和数学，本是欧洲最大的几何家之一，却只相信想象力，用一团混说代替了亚里士多德的另一团混沌，因此，他把人类思想的进展推迟了50年。（《物理学之美》P38） 2 思考1：是什么原因使行星绕太阳运动？ 天体速度改变 一定受到外力 太阳对它的引力 与哪些因素有关？ 1. 猜想： 2. 简化模型： 根据经验，太阳对行星的引力F应该与行星到太阳的距离r有关， 那么F与r的定量关系是什么？ 行星轨道按照“圆”来处理 Fn 一、太阳对行星的引力 1. 猜想： 2. 简化模型： 根据经验，太阳对行星的引力F应该与行星到太阳的距离r有关，那么F与r的定量关系是什么？ 行星轨道按照“圆”来处理。 一、太阳对行星的引力 （1）行星绕太阳运动的向心力： （2）天文观测行星速度v很难，但易测得公转周期T： 3. 推理: （3）开普勒第三定律消掉T： （4）整理关系式： （5）结论： 太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比， 与行星和太阳距离的平方成反比。 一、太阳对行星的引力 （5）结论： 太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比， 与行星和太阳距离的平方成反比。 二、行星对太阳的引力 思考2： ①行星对太阳有没有作用力？为什么？ ②行星对太阳的作用力与哪些因素有关？ ③用表达式应该如何表示？ 有，牛顿第三定律 与太阳的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比 力的作用是相互的 一、太阳对行星的引力 二、行星对太阳的引力 三、太阳与行星间的引力： 　（G是一个常量，对任何行星都是相同的） 例1. 下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ： A. 太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力 B. 太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的 距离成反比 C. 太阳对行星的引力规律是由实验得出的 D. 太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周 运动的规律推导出来的 √ × × √ 一、太阳对行星的引力 二、行星对太阳的引力 三、太阳与行星间的引力： 　（G是一个常量，对任何行星都是相同的） 牛顿的进一步思考： 地球吸引苹果的力 如何统一起来？ 地球绕太阳的力 同一种力吗？ 月球绕地球的力 规律相同吗？ 性质相同吗？ 猜想假设： 地→月： 牛顿第二定律 地→苹： 牛顿第二定律 地表重力加速度：g = 9.8 m/s2 地球半径：R = 6400×103 m 月球周期：T = 27.3天 ≈ 2.36×106 s 月球轨道半径：r ≈ 60R（R是地球半径） 当时已知的一些量： 需要验证： ？ 计算结果： ①地→月和太→行的力是同一种 ②地→苹的力也是同一种 月——地检验 太阳与行星间 地球与月球间 地球与地表物体间 F F 牛顿更大胆的猜想：任意两个物体间？ 自然界中任意两个物体间都相互吸引，引力的大小与物体的 质量m1和m2的乘积成正比，与它们间的距离r平方成反比 1. 内容： 2. 表达式： G ＝6.67×10-11 N·m2/kg2 引力常量： 英国物理学家卡文迪许（1731-1810）根据牛顿提出的直接测量两个物体间的引力的想法，采用扭秤法第一个准确地测定了引力常数，测定实验的论文发表在1798年《哲学学报》第17卷，这已经是牛顿万有引力定律发表一百多年后的事情了。 万有引力定律 2. 表达式： G ＝6.67×10-11 N·m2/kg2 引力常量： 算一算： 1. 两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？ F=6.67×10-7N 相当于一粒芝麻重的几千分之一！ 2. 计算太阳与地球之间的万有引力。 已知： M=2.0×1030kg， m=5.96×1024kg，日地距离R=1.5×1011m？ F=3.5×1022N 能够拉断直径为9000km的钢柱 3. 计算太阳和地球分别对地球上50kg的人的引力？ F1约0.3N F2约500N （约为重力） 万有引力定律 自然界中任意两个物体间都相互吸引，引力的大小与物体的 质量m1和m2的乘积成正比，与它们间的距离r平方成反比 1. 内容： 2. 表达式： G