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

7.2 万有引力定律 回顾开普勒定律 开普勒第一定律（几何定律） 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 _____，太阳处在所有椭圆的 ________ 上。 椭圆 一个焦点 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 的三次方跟 ________的二次方的比值都相等。 即： k值与中心天体有关，而与环绕天体无关。 半长轴 公转周期 开普勒定律发现之后，人们开始思考这样的问题：为什么有这样的规律？是什么力来维持行星绕太阳的运动呢？ 行星为什么这样运动的？ 伽利略 行星运动是“惯性”自行维持的。 笛卡尔 太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。 胡克 行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的 大小与到太阳距离的平方成反比。 开普勒 行星的运动是太阳磁力吸引的缘故， 磁力与距离成反比。 最后，牛顿在前人研究的基础上，利用自己的运动定律把行星的向心加速度和和太阳对他的引力联系起来了。 这节课，我们就重温牛顿发现万有引力定律的过程。 1、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是太阳对行星的引力来提供，即F引 又因 所以 F引 =) = 一、行星与太阳间的引力 2、应用开普勒第三定律消掉周期T： 思考：太阳对行星的引力 F 跟太阳的质量有关吗？ 整理关系式： （G是一个常量，对任何行星都是相同的） 若用M表示太阳的质量，则有： 综合起来得到太阳与行星间的引力大小： 写成等式有： 3.对称：根据牛顿第三定律，行星与太阳间的吸引力是相互作用的，是大小相等、性质相同的力（一对作用力、反作用力）．牛顿认为，行星对太阳的引力大小也存在与上述关系对称的结果，即和太阳的质量成正比． 至此，牛顿一直是在已有的观测结果和理论引导下进行推测和分析，观测结果仅对“行星绕太阳运动”成立，这还不是万有引力定律。据说是苹果砸在牛顿头上，发现了万有引力定律，牛顿是怎么思考的？ 苹果为什么会落地？ 如果苹果树长到月球那么高，苹果还会落到地面吗？ 月球为什么不会落到地球上呢？ 既然是行星与太阳之间的力使得行星不能飞离太阳，那么，行星与太阳之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢? 四.月地检验： 假定维持月球绕地球运动的力、及地面物体所受的引力和太阳与行星间的引力是同一种力，即都遵循平方反比规律。 二、月－地检验 （2）将苹果放在月球轨道上所受引力为： （3）两者比值： （1）将苹果放在地球表面上所受引力为： 达标练习1：已知自由落体加速度g为9.8m/s2,月球与地球的距离 r＝384400km、月球的公转周期为27.3天。根据这些数据，能否验证前面的假设？ 行星绕太阳公转的向心力是太阳对行星的引力 卫星绕行星公转的向心力是行星对卫星的引力 一切物体间都存在引力 地面上物体所受重力来自地球对物体的引力 1、定律表述：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比. 2、公式：F = G （G —— 引力常量） 三、万有引力定律 1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功.其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功.直到1789年，英国物理学家卡文迪什巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量． G= 6.67×10-11N·m2/kg2 四、引力常量 达标练习2：粗略的计算一下两位质量为50kg的同学，相距0.5m的时候，他们之间的引力是多少？ 相当于一粒芝麻重的几千分之一! 解：F = G = 6.67 N = 6.67 N 拓展学习：引力常量的测定 1、探究太阳与行星间的引力： （1）太阳对行星的引力 （2）行星对太阳的引力 2、通过“月地实验”证明了“天上的力”与地下的力”是同一性质的力： 3、再大胆地猜想，得到了万有引力定律： 课堂小结 万有引力定律有什么用？ 学习了万有引力定律我们就可以称量地球了，我们就可以飞向太空了（移民火星）！ 欲知如何称量地球，且听下回分解！ T 谢谢观看 HANK YOU! FormatFactory : www.pcfreetime.com $