第二节 万有引力定律（课件）-高一物理同步精品课堂（沪科版2020上海必修第二册）

第六章《万有引力定律》 第二节《万有引力定律》 1 开普勒第一定律（轨道定律）：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 开普勒第二定律（面积定律）：对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。 开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 开普勒定律回顾 思考：行星为什么会做这样的运动呢？ 一、关于行星运动的各种动力学解释 17世纪前： 伽利略： 开普勒： 胡克、 哈雷： 笛卡儿： 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于磁力的作用。 在行星的周围有旋转的物质作用在行星上，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椭圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。 二、牛顿对天体运动的分析 1、为什么苹果会落下来，而月亮没 有落下来？ 2、什么力使月球绕地球运动？ 使苹果下落的力同样使月亮向地球下落， 正是这个力使月亮不断改变运动方向而绕地 球运动。 3、月亮受到地球的力是什么力？与地球受太阳的力一样吗？能解释开普勒三大定律吗？ 4、1684年，牛顿在胡克等人研究成果的基础上，提出不论天上两个天体还是地上两个物体之间都存在与距离平方成反比的引力，正是这个力导致苹果落地和月亮绕地球运动以及行星在不同轨道绕太阳运动。 1、万有引力：所有有质量的物体间都存在相互吸引的力。 2、万有引力定律： 自然界中任何两个物体都相互吸引，相互间吸引力的大小与物体质量乘积成正比，与距离二次方成反比。 3、计算公式： 4、适用范围：适用于质点间引力大小的计算。 三、万有引力定律 G为引力常量 1、下面关于万有引力的说法中正确的是（ ） A、万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间的相互作用 B、重力和万有引力是两种不同性质的力 C、两个物体间的万有引力，质量大的物体引力较大 D、当两物体间距为零时，万有引力将无穷大 A 解题提示：万有引力定律具有普遍性，两物体间的万有引力是作用力与反作用力，当距离很近时物体就不能当做质点。 【课堂练习】 2、如图所示，r 虽然大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为 ( ) D r1 r r2 【课堂练习】 四、引力常量的测定 英国：卡文迪什 实验：扭秤实验 实验思想方法：微小变化量的放大 卡文迪什实验精确测定了引力常量G=6.67×10-11 N·m2/Kg2 。 同时验证了万有引力定律的正确性。 3、卡文迪什利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。 （1）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（ ） A.减小石英丝的直径 B.增大T型架横梁的长度 C.利用平面镜对光线的反射 D.增大刻度尺与平面镜的距离 （2）已知T型架水平横梁长度为l，质量分别为m、mˊ的球位于同一水平面内当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m'连线长度为r，且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=_____________。 【课堂练习】 CD 一般情况下，可认为重力和万有引力相等 重力是万有引力的一个分力 重力就是万有引力吗？ 大家谈 M m 3、 一个篮球的质量为0.6 kg,它所受的重力有多大？试估算操场上相距0.5 m的两个篮球之间的万有引力。 G=mg=0.6×9.8N=5.88N r=12.3cm 根据万有引力： 这样小的力我们是无法察觉的，所以我们通常分析物体受力时不需要考虑物体间的万有引力。 【课堂练习】 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比。 ①G为引力常数，单位N·m2/kg2 ②m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离。 ③性质：普遍性、相互性、独立性 三、万有引力定律 二、万有引力 课堂小结 一、历史上的探索 四、引力常量 G=6.67×10－11 N·m2/kg2 卡文迪许用著名的扭称实验比较准确的得出了G的数值： ④适用于两个质点或者两个匀质球体之间 特别：当两物体距离r趋于为零时，F万并不是趋于无穷大。因为r趋于0时，万有引力公式不在适用。 Lavf58.