云南省昭通市实验中学高一物理63万有引力定律.pptx
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1、设 想 1、既然是太阳与行星之、既然是太阳与行星之间的引力使得行星不能飞离间的引力使得行星不能飞离太阳,那么,太阳与地球之太阳,那么,太阳与地球之间的吸引力与地球吸引物体间的吸引力与地球吸引物体(苹果)的力是否是同一种(苹果)的力是否是同一种力呢力呢?苹苹果果落落地地在自然界中,当以一定的初速在自然界中,当以一定的初速度将物体抛出后,物体总会落度将物体抛出后,物体总会落到地面上。是什么原因?到地面上。是什么原因?2、即使在最高的建筑物上和最高的山顶上,、即使在最高的建筑物上和最高的山顶上,都不会发现重力有明显的减弱,那么,这个力都不会发现重力有明显的减弱,那么,这个力会不会延伸作用到月球上会不
2、会延伸作用到月球上?拉住月球围绕地球运拉住月球围绕地球运动?动?即:地球对月球的作用力,与地球拉着苹即:地球对月球的作用力,与地球拉着苹果下落的力,是否是同一种力,遵循相同的规果下落的力,是否是同一种力,遵循相同的规律律?再设 想猜想:猜想:假设地球对月亮、苹果的力是同一种性假设地球对月亮、苹果的力是同一种性质的力,这可能是地球对其表面上的物体质的力,这可能是地球对其表面上的物体的重力延伸到月亮,且它们都是类似太阳的重力延伸到月亮,且它们都是类似太阳与行星间的引力,都应遵从与行星间的引力,都应遵从“与距离平方与距离平方成反比成反比”的规律。的规律。一、牛顿的猜想一、牛顿的猜想怎样根据事实来验证
3、这一猜想呢?怎样根据事实来验证这一猜想呢?理论分析:理论分析:假设它们是同一种性质的力,且遵从假设它们是同一种性质的力,且遵从“平方反比平方反比”规规律。律。月球围绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力由地球对月球围绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力由地球对月球的引力提供。月球的引力提供。思考思考:月球围绕地球做什么运动?谁提供向心力?:月球围绕地球做什么运动?谁提供向心力?由于月球距地球远,月球受到地球的引力就应该比苹由于月球距地球远,月球受到地球的引力就应该比苹果受到的引力果受到的引力小小的多。根据牛顿第二定律,月球轨道的多。根据牛顿第二定律,月球轨道处的向心加速度比地面附近自由落体加速度也小
4、的多。处的向心加速度比地面附近自由落体加速度也小的多。由引力与由引力与“距离平方反比距离平方反比”规律,根据月球轨规律,根据月球轨道半径约为地球半径的道半径约为地球半径的6060倍,可知,月球受到倍,可知,月球受到地球引力应是苹果受到的引力的地球引力应是苹果受到的引力的 根据牛顿第二定律,月球轨道处的向心加速度就根据牛顿第二定律,月球轨道处的向心加速度就应该是地面附近自由落体加速度的应该是地面附近自由落体加速度的 即:即:当时,已能准确测量的量有当时,已能准确测量的量有:(即事实):(即事实)1.地球表面附近的重力加速度:地球表面附近的重力加速度:g=9.8m/s2 2.地球半径:地球半径:R
5、=6.4106m 3.月亮的公转周期:月亮的公转周期:T=27.3天天2.36106s 4.月亮轨道半径:月亮轨道半径:r=3.8108m 60R事实检验:事实检验:请根据天文观测数据(事实)计算月球所在请根据天文观测数据(事实)计算月球所在处的向心加速度:处的向心加速度:地球表面附近的重力加速度:地球表面附近的重力加速度:g=9.8m/s2 地球半径:地球半径:R=6.4106m 月球围绕地球公转的周期:月球围绕地球公转的周期:T=27.3天天2.36106s 月球轨道半径:月球轨道半径:r=3.8108m 60R?两者十分接近,为牛顿的假想提供了有力的事实根据。两者十分接近,为牛顿的假想提
6、供了有力的事实根据。月月地检验表明地检验表明:地面物体所受地球的引力,与月球:地面物体所受地球的引力,与月球所受地球的引力,是同一种性质的力。所受地球的引力,是同一种性质的力。牛顿再度思考:牛顿再度思考:既然太阳与行星之间、地球与月球之既然太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与物体之间都有引力,那么任何间、地球与物体之间都有引力,那么任何两个有质量的物体之间是否也都有这样的两个有质量的物体之间是否也都有这样的引力呢?引力呢?牛顿又大胆猜想,任何两个物牛顿又大胆猜想,任何两个物体之间的都存在这样的引力体之间的都存在这样的引力 三、万有引力定律三、万有引力定律1.内容内容:自然界中任何两个物体都相
7、互自然界中任何两个物体都相互吸引吸引,引力,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比。它们的距离的平方成反比。其中其中G为引力常量,为引力常量,r为两物体的中心距离。为两物体的中心距离。2.表达式:表达式:3.方向:在两个物体的连线上。方向:在两个物体的连线上。严格地说,万有引力定律只适用于质点间的严格地说,万有引力定律只适用于质点间的相互作用。相互作用。对两个质量分布均匀的球体间相互作用,也对两个质量分布均匀的球体间相互作用,也可用此定律来计算。此时,可用此定律来计算。此时,r是两个球体球心间的是两个球体球心间的距离。距离。对
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