萬有引力定律-課件-新人教

萬有引力定律萬有引力定律是物理學(xué)中的一條基本定律，它解釋了宇宙中所有物體之間的相互吸引力。牛頓在1687年發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中首次提出了萬有引力定律。引言萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的最重要的物理定律之一，解釋了宇宙中物體之間的相互吸引力。它解釋了地球上的重力、月球繞地球的運(yùn)動以及行星繞太陽的運(yùn)動等自然現(xiàn)象。什么是引力定律萬有引力萬有引力是指任何兩個有質(zhì)量的物體之間都會存在相互吸引的力。物體墜落我們在地球上感受到的重力，就是地球?qū)ξ覀兊娜f有引力。天體運(yùn)動萬有引力是控制著行星繞太陽運(yùn)動，以及潮汐現(xiàn)象產(chǎn)生的主要力量。靜力學(xué)中的引力重力地球吸引蘋果下落的現(xiàn)象。萬有引力定律解釋了所有物體之間相互吸引的力。引力常數(shù)衡量引力大小的物理量。萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)1觀察與思考牛頓觀察蘋果從樹上落下，思考蘋果下落的原因2月球運(yùn)動牛頓意識到月球繞地球運(yùn)動也受到地球的吸引3萬有引力定律牛頓總結(jié)了地球吸引蘋果和地球吸引月球的共同規(guī)律牛頓通過觀察蘋果下落和月球繞地球運(yùn)動，思考兩者之間的聯(lián)系，最終總結(jié)出萬有引力定律。牛頓的發(fā)現(xiàn)是物理學(xué)史上的重要里程碑。重力和質(zhì)量的關(guān)系重力是質(zhì)量產(chǎn)生的吸引力，質(zhì)量越大，重力也越大。重力與質(zhì)量成正比，即質(zhì)量增加一倍，重力也會增加一倍。在恒定的引力場中，質(zhì)量越大的物體受到的重力越大。例如，在地球表面，質(zhì)量較大的物體比質(zhì)量較小的物體受到的重力更大，所以較大的物體更容易受到重力的影響而下落。萬有引力常數(shù)G萬有引力常數(shù)G6.674×10-11N·m2/kg2物理意義衡量兩個物體之間引力強(qiáng)弱的常數(shù)單位牛頓·米2/千克2特點(diǎn)恒定值，在任何地方和任何時間都相同引力環(huán)境引力環(huán)境是指物體周圍存在引力的區(qū)域。引力環(huán)境對物體運(yùn)動和狀態(tài)有顯著影響。例如，地球的引力環(huán)境決定了地球上的物體具有重量，并影響物體的運(yùn)動軌跡。引力環(huán)境并非統(tǒng)一不變。不同星體擁有不同的質(zhì)量和體積，導(dǎo)致其引力環(huán)境差異巨大。例如，太陽的引力環(huán)境比地球強(qiáng)大得多，這是太陽系中行星圍繞太陽運(yùn)行的主要原因。引力的不同表現(xiàn)形式重力地球?qū)ξ矬w的吸引力，也叫地心引力。潮汐力月球?qū)Φ厍蛏系乃w的引力導(dǎo)致潮汐現(xiàn)象。天體運(yùn)行太陽對地球的引力導(dǎo)致地球繞太陽公轉(zhuǎn)。萬有引力宇宙中任何兩個物體之間都存在著相互吸引的力。天體運(yùn)動中的引力行星繞恒星運(yùn)動恒星的引力使行星保持在軌道上，并以橢圓形路徑運(yùn)行。太陽系的八大行星，包括地球，都受到太陽的引力支配。衛(wèi)星繞行星運(yùn)動月球繞地球運(yùn)行，因?yàn)榈厍虻囊⑵湮?，使月球保持在軌道上。雙星系統(tǒng)兩個恒星相互吸引，形成雙星系統(tǒng)，并圍繞著它們的共同質(zhì)心運(yùn)行。許多恒星都以這種方式成對存在。星系運(yùn)動星系由大量的恒星和星云組成，它們受到彼此之間引力的影響，形成了螺旋狀或橢圓形的結(jié)構(gòu)。天體引力的特性無處不在天體引力是宇宙中普遍存在的力，控制著天體之間的相互作用，塑造著宇宙的結(jié)構(gòu)。相互吸引天體之間相互吸引，相互作用，構(gòu)成穩(wěn)定的天體系統(tǒng)，例如太陽系，銀河系等。影響運(yùn)動天體引力決定著天體的運(yùn)動軌跡和速度，例如行星繞恒星運(yùn)動，衛(wèi)星繞行星運(yùn)動等。潮汐現(xiàn)象天體引力是地球上潮汐現(xiàn)象的根本原因，例如月球?qū)Φ厍虻囊?dǎo)致了海洋潮汐的漲落。行星運(yùn)動定律開普勒定律開普勒定律描述了行星繞太陽運(yùn)動的規(guī)律。它是牛頓萬有引力定律的基礎(chǔ)。開普勒定律由德國天文學(xué)家開普勒發(fā)現(xiàn)，解釋了行星運(yùn)動的三個主要規(guī)律。開普勒三定律1第一定律行星軌道為橢圓，太陽處于橢圓的一個焦點(diǎn)上2第二定律行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等3第三定律行星軌道周期的平方與軌道長半軸的立方成正比開普勒第一定律橢圓軌道行星圍繞太陽的軌道不是完美的圓形，而是橢圓形。太陽位于焦點(diǎn)太陽位于橢圓軌道的焦點(diǎn)之一，并非位于中心。距離變化行星在軌道上運(yùn)行時，距離太陽的距離不斷變化。開普勒第二定律1面積速度恒定行星繞太陽運(yùn)動時，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等。2速度變化行星在近日點(diǎn)時速度最快，在遠(yuǎn)日點(diǎn)時速度最慢。3角動量守恒行星的角動量保持不變，體現(xiàn)了能量守恒的原理。4軌道形狀開普勒第二定律僅適用于橢圓軌道，對圓形軌道也適用。開普勒第三定律行星軌道周期行星繞太陽運(yùn)行的軌道周期與它到太陽的平均距離的平方成正比。公式表示T2∝a3，其中T表示行星軌道周期，a表示行星到太陽的平均距離。應(yīng)用利用開普勒第三定律可以計算行星軌道的周期和半長軸。萬有引力定律的公式萬有引力定律描述了宇宙中任何兩個物體之間的引力，由牛頓在17世紀(jì)發(fā)現(xiàn)。F力兩個物體之間的引力G萬有引力常數(shù)一個基本常數(shù)，約為6.674×10-11N·m2/kg2m1質(zhì)量1第一個物體的質(zhì)量m2質(zhì)量2第二個物體的質(zhì)量公式：F=G(m1m2)/r2，其中r是兩個物體之間的距離。影響引力大小的因素物體質(zhì)量質(zhì)量越大，引力越強(qiáng)。兩個物體間的引力與它們的質(zhì)量成正比。距離距離越遠(yuǎn)，引力越弱。兩個物體間的引力與它們之間距離的平方成反比。物體質(zhì)量與引力的關(guān)系物體質(zhì)量與引力大小直接相關(guān)。質(zhì)量越大，引力越強(qiáng)。質(zhì)量是衡量物體慣性大小的物理量，也是衡量物體在引力場中相互吸引能力的物理量。例如，地球的質(zhì)量比月球大，因此地球?qū)υ虑虻囊Ω?，月球圍繞地球運(yùn)動。物體距離與引力的關(guān)系距離引力距離越近引力越強(qiáng)距離越遠(yuǎn)引力越弱萬有引力定律指出，兩個物體之間的引力與它們的質(zhì)量乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。引力場和引力勢引力場引力場是指任何有質(zhì)量的物體周圍存在的一種無形的力場。引力勢引力勢能是指物體在引力場中由于其位置所具有的能量。引力勢能引力勢能的大小與物體質(zhì)量和它在引力場中的位置有關(guān)。引力場定義引力場是指物體周圍存在的空間區(qū)域。任何有質(zhì)量的物體都會在其周圍產(chǎn)生引力場。引力場是描述引力相互作用的一種方式。引力場的存在，使任何質(zhì)量的物體在這個區(qū)域內(nèi)會受到引力的作用。引力勢能引力勢能是指物體由于受到地球引力而具有的能量，它與物體的高度和質(zhì)量有關(guān)。當(dāng)物體從高處落下時，引力勢能轉(zhuǎn)化為動能，導(dǎo)致物體速度增加。10單位焦耳（J）1高度高度越高，勢能越大1質(zhì)量質(zhì)量越大，勢能越大引力場的性質(zhì)方向性引力場的方向總是指向質(zhì)量較大的物體。普遍性任何具有質(zhì)量的物體都會產(chǎn)生引力場，并且會受到其他物體引力場的影響。力場引力場是一種力場，它會對處于其中的物體施加力。勢能引力場中的物體具有勢能，它的大小取決于物體的位置和質(zhì)量。質(zhì)量和引力場的關(guān)系質(zhì)量決定引力場強(qiáng)度物體質(zhì)量越大，其周圍的引力場強(qiáng)度越強(qiáng)。質(zhì)量是引力場的源泉。引力場的方向引力場的方向總是指向質(zhì)量較大的物體，即引力場源的方向。引力場強(qiáng)度與距離的關(guān)系引力場強(qiáng)度隨著距離引力場源的距離增大而減弱。質(zhì)量在引力場中的運(yùn)動1自由落體物體在引力場中，不受其他力的作用2拋射運(yùn)動物體在引力場中，受到初始速度的影響3行星運(yùn)動天體在引力場中，相互吸引，形成軌道4潮汐現(xiàn)象地球上的海水受到月球引力的影響，產(chǎn)生漲潮和落潮引力場會影響物體的運(yùn)動，不同的運(yùn)動形式取決于初始速度和引力的大小。例如，自由落體是物體不受其他力的作用，只受引力影響的運(yùn)動；拋射運(yùn)動是物體在引力場中，受到初始速度和引力共同影響的運(yùn)動；行星運(yùn)動則是天體在引力場中，相互吸引，形成軌道運(yùn)動；潮汐現(xiàn)象則是地球上的海水受到月球引力的影響，產(chǎn)生漲潮和落潮。牛頓力學(xué)在宇宙中的驗(yàn)證牛頓定律為我們理解宇宙提供了強(qiáng)有力的框架，包括行星運(yùn)動、恒星演化、星系動力學(xué)等。這些定律在廣泛的宇宙現(xiàn)象中得到了驗(yàn)證，為我們了解宇宙的運(yùn)作方式提供了重要的基礎(chǔ)。引力作用的實(shí)踐應(yīng)用11.人造衛(wèi)星利用地球引力控制衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡，使衛(wèi)星在太空中繞地球運(yùn)行，完