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

思考：是什么力支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢？ 7.2 万有引力定律 1 伽利略 行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用，与距离成反比。 2.开普勒: 3.笛卡尔: 笛卡尔 胡克 1.伽利略: 一、科学的足迹 一切物体都有合并的趋势。 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。 4.胡 克: 行星的运动是太阳吸引的缘故，若轨道为圆，则力的大小与到太阳距离的平方成反比。 第2节 万有引力定律 开普勒 课本P49 5.牛 顿: 在轨道是椭圆的情况下证明力的大小与太阳距离的平方成反比，并提出万有引力定律。 2.开普勒: 3.笛卡尔: 1.伽利略: 一、科学的足迹 4.胡 克: 第2节 万有引力定律 二、万有引力定律 伽利略 笛卡尔 胡克 开普勒 追寻牛顿的足迹 二、万有引力定律 太阳与行星的引力 F引 v r F引= 4π2 T2 m r v2 r m = F引= m F引∝ F引/ 追寻牛顿的足迹 1.天体的引力与它们距离平方成反比 课本P50 行星与太阳间的引力： 方向：沿着二者的连线 由牛顿第三运动定律： 力的作用是相互的 F 太阳M 行星m v Fʹ 即太阳对行星的引力 则行星对太阳的引力 太阳吸引行星，行星也吸引太阳，在引力的存在与性质上，行星和太阳的地位完全相当 G为比例系数，与太阳、行星无关。 为什么月球也不会飞离地球呢？ 月球和地球之间存在引力 什么力使得苹果不能离开地球? 地球与苹果的引力？ 拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力， 以及众行星与太阳之间的作用力是不是同一种力，遵循相同的规律? 重力？ 二、月-地检验 6 检验目的：地球和月球之间的吸引力是否与地球和苹果之间的吸引力为同一种力． 检验原理： 根据牛顿第二定律得月球绕地球做圆周运动的向心加速度： 苹果自由落体加速度： 得： 由r＝60R得： m月 m地 m苹 二、月-地检验 事实检验：当时已知的一些量 地表重力加速度g = 9.8 m/s2 地球半径R = 6400×103 m 月亮周期T = 27.3天 ≈ 2.36×106 s 月亮轨道半径r ＝3.84×108m ≈ 60R a苹＝g = 9.8 m/s2       F月、F苹、F行遵从相同的规律！属于同一种力。 我们的思想还可以更加解放！ 是否宇宙中任意两个物体之间都有这样的力呢? 2.月地检验: 二、万有引力定律 追寻牛顿的足迹 1.天体的引力与它们距离平方成反比 3.万有引力定律： 任何两物体之间相互吸引， ①内容: 方向在连线上， 大小与质量乘积成正比， m1 m2 F F/ r 与距离的平方成反比。 ②公式: F= G 注意：此公式只适用质点之间的引力 引力常量G=? 4.引力常量G =6.67×10-11 N·m2/kg2 4.引力常量G 亨利·卡文迪许(1731-1810)，英国化学家、物理学家。被誉为化学家中的牛顿。 课本P53 由于地球的自转，地面不同位置的人会做半径不同的匀速圆周运动： 1. 人在不同位置受到的万有引力的大小和方向？ 将地球视为一个规则的球体 将地球视为一个规则的球体 将人视为一个质点 方向均由人沿半径指向地心。 O w 引 引 三、万有引力与重力的关系 F万 F向 G 三、万有引力与重力的关系 由于地球的自转，地面不同位置的人会做半径不同的匀速圆周运动： 2. 人在不同位置，什么力提供向心力？ F向 向心力由万有引力的一个分力去充当。 按照矢量的平行四边形法则，另一个分力——就是重力。 1.重力是万有引力的一个分力，重力方向偏离地心 F向 F万 F向 G F万 G F万 G 三、万有引力与重力的关系 （1）赤道上 + mg 引 此时重力加速度 g 最小。 向 mg = 引 向 + mg 从赤道到两极：随着纬度增加，向心力减小，重力mg在增大，重力加速度g增大。 F向 F万 F向 G F万 G F万 G 三、万有引力与重力的关系 = 0 向 （2）在两极 引 = 0 向 =mg 此时重力加速度 g 最大， =mg O w 忽略地球的自转，地面附近，引力等于重力： 引 mg 地球自转的角速度： 60kg人为例 F向= 4π2 T2 m r = 4×3.142 (24×3600)2 60× ×6.4×106 = 2.02872N << G=600N 赤道处： 重力与万有引力几乎相等 三、万有引力与重力的关系 在同一纬度，距地面越高，重力加速度越小。 4.重力与高度的关系 O R h 若距离地面的高度为h，则