萬有引力定律65487課件

1、萬有引力定律萬有引力定律 1、開普勒行星運動定律 （也適用于人造衛(wèi)星） （1） 第一定律（軌道定律） （2） 第二定律（速率定律） （3） 第三定律（周期定律）：所有行星的橢圓軌道 的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等 3 2 r k T ? 一. 知識回顧： 太陽 行星 r 太陽 行星 a 2. 行星繞太陽運動的簡化： 3.行星與太陽間相互作用力大小，方向怎樣？ F 行星 太陽 F 2 r Mm G F ? 太陽與行星間引力的 方向沿二者的連線 簡化 上一節(jié)我們知道了太陽與行星之間作 用力的規(guī)律,可以解釋行星的運動.即太陽 對行星的引力來提供行星繞太陽運動所 需的向心力.正因為這個引

2、力使得行星不 能飛離太陽.牛頓進(jìn)一步推想也應(yīng)該是地 球?qū)υ虑虻囊κ沟迷虑虿荒茈x開地球, 而圍繞地球運動. “ 天上”的力 與“地上”的 是否是同一種 力呢? 思考與猜想： 蘋果落地與月亮繞地旋轉(zhuǎn)這引起了 牛頓的沉思。 他猜想：蘋果與月球受到的引力可能是 同一種力! F1 F2 月球軌道 r=60R 21 3600F F ? 假定維持月球繞地球運動的力與使得 蘋果下落的力是同一種力,同樣遵從 平方反比定律,則: 3600/g a ? 2 2 4 T r a ? ? 23 /107 . 2sm ? ? = 數(shù)據(jù)表明,地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引 力，以及太陽與行星間的引力，遵從相同的

3、規(guī)律。 R=6370Km 二. .月-地檢驗: 3.單位： 質(zhì)量m-kg，距離r -m， 力F -N； 常量G-Nm2/kg2 ，( 數(shù)值上等于 兩質(zhì)量各為1Kg的物體相距1米時的萬 有引力的大小)。 4.使用條件： 僅適用于兩個質(zhì)點或者兩個均勻球體之間的相互 作用。（兩物體為均勻球體時， r為兩球心間的距離） 5. 5.意義：意義： 揭示了地面上物體運動的規(guī)律和天體上 物體的運動 遵從同一規(guī)律，讓人們認(rèn)識到 天體上物體的運動規(guī)律也是可以認(rèn)識的,解 放了人們的思想,給人們探索自然的奧秘建 立了極大信心, 對后來的物理學(xué)、天文學(xué)的 發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。 6 6、萬有引力定律的進(jìn)一步理解：、萬有引

4、力定律的進(jìn)一步理解： （1）普遍性：萬有引力是普遍存在于宇宙中的任何有質(zhì)量 的物體（大到天體小到微觀粒子）間的相互吸引力，它 是自然界的物體間的基本相互作用之一 （2）相互性：兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反 作用力，符合牛頓第三定律 （3）宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量 巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理 意義在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的 萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計 a.1686年牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律后，曾經(jīng)設(shè)想過 幾種測定引力常量的方法，卻沒有成功. b.其間又有科學(xué)家進(jìn)行引力常量的測量也沒有成 功. c.直到1789年，英國物

5、理學(xué)家卡文迪許巧妙地利 用了扭秤裝置，第一次在實驗室里對兩個物體間 的引力大小作了精確的測量和計算，比較準(zhǔn)確地 測出了引力常量 四四.引力常量引力常量: 引力常量的測量引力常量的測量卡文迪許扭稱實驗卡文迪許扭稱實驗(1789年年) 卡文迪許 卡文迪許實驗室 卡文迪許扭稱實驗卡文迪許扭稱實驗(1789年年)-放大法放大法 1、實驗原理：力矩平衡，即引力矩=扭轉(zhuǎn)力矩 2、科學(xué)方法：放大法 3、測定引力常量的意義 物理含義： 兩個質(zhì)量為1kg的物體相距1m時， 它們之間萬有引力為6.6710-11 N 4、引力常量：G=6.671011 Nm2/kg2 兩次放大及等效的思想 ： (1)扭秤裝置把微小力轉(zhuǎn)變成力矩來反映 (2)扭轉(zhuǎn)角度(微小形變)通過光標(biāo)的移動來反映 A、證明了萬有引力的存在 B、開創(chuàng)了測量弱力的新時代 C、使得萬有引力定律有了真正的實用價值 (卡文迪許被稱為能稱出地球質(zhì)量的人 ) 練習(xí)1： 估算兩個質(zhì)量50kg的同學(xué)相距0.5m 時之間的萬有引力約有多大？ 答案：6.6710-7牛 五五.萬有引力應(yīng)用萬有引力應(yīng)用: 練習(xí)2：如圖所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半 徑不能忽略，而球的質(zhì)量分布均勻，大小分別 為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為 r 1