萬(wàn)有引力定律課件

萬(wàn)有引力定律關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的各種動(dòng)力學(xué)解釋

17世紀(jì)前：

行星理所應(yīng)當(dāng)?shù)淖鲞@種完美的圓周運(yùn)動(dòng)一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致物體做圓周運(yùn)動(dòng)。受到了來(lái)自太陽(yáng)的類似與磁力的作用。在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。受到了太陽(yáng)對(duì)它的引力，證明了如果行星的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行星到太陽(yáng)的距離的二次方成反比。伽利略開(kāi)普勒笛卡爾胡克、哈雷

蘋果落地、高處物體落地、月亮繞地旋轉(zhuǎn)……這些現(xiàn)象引起了牛頓的沉思。一、萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)牛頓的思考：〔１〕“天上的力”和“人間的力”是同一種力嗎？〔２〕地球外表的重力是否能延伸到月球軌道？牛頓的猜測(cè)：蘋果與月球受到的引力可能是同一種力!萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)

事實(shí)上，行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道很接近于圓形軌道，我們把行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道可以近視看作為一個(gè)圓形軌道，這樣就簡(jiǎn)化了問(wèn)題，易于我們?cè)诂F(xiàn)有認(rèn)知水平上來(lái)接受.據(jù)開(kāi)普勒三定律,是個(gè)常量得出結(jié)論:再根據(jù)牛頓第三定律，行星吸引太陽(yáng)的力跟太陽(yáng)吸引行星的力大小相等、性質(zhì)相同，故引力也應(yīng)當(dāng)和太陽(yáng)的質(zhì)量M成正比。因此：寫成等式：2′rMFμ二、萬(wàn)有引力定律1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。3、G為引力常量

r質(zhì)點(diǎn)間的距離均勻球體球心間的距離2、表達(dá)式：其中G是一個(gè)引力常量?！?〕單位：Nm2/kg2〔2〕標(biāo)準(zhǔn)值：G=6.67259x10-11Nm2/kg2常用值：G=6.67x10-11Nm2/kg2〔3〕注意：與重力的符號(hào)區(qū)別開(kāi)來(lái)對(duì)于距離確實(shí)定大致可以分為兩種情況：a.假設(shè)可以看做質(zhì)點(diǎn),那么為兩質(zhì)點(diǎn)間距.b.對(duì)于不能視為質(zhì)點(diǎn),而質(zhì)量分布均勻的球體,應(yīng)是兩球心間距.例題1，如下圖，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，那么兩球間萬(wàn)有引力的大小為〔〕r1rr2A、B、C、D、答案：D問(wèn)題1：

我們?nèi)伺c人之間也一樣存在萬(wàn)有引力，可是為什么我們感受不到呢？

假設(shè)質(zhì)量均為60千克的兩位同學(xué)，相距1米，他們之間的相互作用的萬(wàn)有引力多大？F=Gm1m2/r2

=6.67×10-11×60×60/12=2.4×10-7(N)2.4×10-7N是一粒芝麻重的幾千分之一，這么小的力人根本無(wú)法覺(jué)察到。問(wèn)題2：

那么太陽(yáng)與地球之間的萬(wàn)有引力又是多大呢？：太陽(yáng)的質(zhì)量為M=2.0×1030kg，地球質(zhì)量為m=5.8×1025kg，日地之間的距離為R=1.5×1011kmF=GMm/R2=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2=3.5×1022(N)3.5×1022N非常大，能夠拉斷直徑為90km的鋼柱。

而太陽(yáng)對(duì)質(zhì)量為50kg的人，引力很小，不到0.3N。當(dāng)然我們感受不到太陽(yáng)的引力。三、引力常量的測(cè)量——扭秤實(shí)驗(yàn)〔1〕實(shí)驗(yàn)原理：科學(xué)方法——放大法卡文迪許卡文迪許實(shí)驗(yàn)室〔２〕實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)G值為6.67×10-11Nm2/kg2〔３〕卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)的意義①證明了萬(wàn)有引力的存在，使萬(wàn)有引力定律進(jìn)入了真正實(shí)用的時(shí)代；②開(kāi)創(chuàng)了微小量測(cè)量的先河，使科學(xué)放大思想得到推廣；物體在赤道上隨地球做圓周運(yùn)動(dòng)，合外力提供向心力四、萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系可見(jiàn)，重力只是物體所受萬(wàn)有引力的一個(gè)分力，只是由于另一個(gè)分力F向特別小，所以一般近似認(rèn)為地球外表〔附近〕上的物體，所受重力等于萬(wàn)有引力即：RMGθmωrFnF引問(wèn)題1：如果分析的是物體在火星上的情況，上式中的m,g,R和M分別代表什么？問(wèn)題2：如果物體在距離地球外表h高的地方,它的重力的大小會(huì)改變嗎?m代表火星上物體質(zhì)量，G代表火星外