高中物理必修2万有引力-ppt.ppt

复习回顾：开普勒三定律◆开普勒第一定律（轨道定律）所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。◆开普勒第二定律（面积定律）太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。◆开普勒第三定律（周期定律）所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．即:R13：R23=T12：T22k的大小与行星无关，只与太阳有关。或:R3/T2=k短轴长轴合并趋势会不会是所有物体都有合并趋势。。。。伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。伽利略灵感类磁力开普勒：受到了来自太阳的类似与磁力的作用。开普勒(以太）作用可能在一种看不见但旋转着的物质（以太）作用下……笛卡儿：在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动。笛卡儿胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。太阳引力FF胡克哈雷如果行星的轨道是椭圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比吗？？牛顿(1643—1727)英国著名的物理学家•牛顿在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动近似化Rr如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动，那么，太阳对行星的引力F应为行星所受的向心力，即：F引=F向=mw2r＝mv2/r因为：w＝2π/T；v=2πr/T得：F引=m(2πr/T)2/r=4π2mr/T2根据开普勒第三定律：r3/T2是常数k有：F引=4π2km/r2所以可以得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。即：F∝m/r2太阳对行星的引力（F引）跟行星的质量有关，F引与太阳质量有关吗？？因为：F引=4π2km/r2K与太阳质量有关那么究竟F引与太阳质量有什么关系呢？？写成等式：F引=GMm/r2牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想：既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比，也应该与太阳的质量成正比。行星绕太阳运动遵守这个规律，那么在其他地方是否适用这个规律呢？？F引∝Mm/r2牛顿在此基础之上结合他的微积分等高等数学知识，证明了在椭圆轨道上此公式也成立。实验检验：(“月-地”检验)已知月球绕地球的公转周期为27.3天，地球半径为6.37×106m.轨道半径为地球半径的60倍。月球绕地球的向心加速度？（1（2）根据F引=GMm/r2因为：F引∝Mm/r2，a∝1/r2a=g/602=2.72×10-3m/s2a=4π2r/T2=2.71×10-3m/s2公式：Gm1m2F=r2单位：质量（kg）；距离（m）G：是引力常数，其值为6.67259×10-11N·m2/kg2自然界中任何两个物体都是相互吸引的，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。为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？？牛顿在研究了许多物体间遵循规律的引力之后，进一步把这个规律推广到自然界中任何两个物体之间，于1687年正式发表了万有引力定律：下面我们粗略的来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？NrmmGF7112211067.625.050501067.6思考：为什么说是粗略？⑴如两形状不规则的物体：重心重心m1m2L①如果物体的大小相对于L大小不能忽略时，它们的万有引力大小就不能用F引=Gm1m2/L2求解。②如果物体的大小相对于L大小可以忽略时，它们的万有引力大小就可以用F引=Gm1m2/L2求解。⑵如两质量分布均匀的球体：重心重心m1m2L无论球体的大小相对于L大小不能忽略也好，可以忽略也罢，它们的万有引力大小都可以用F引=Gm1m2/L2求解。◆那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=5.8×1025kg，日地之间的距离为R=1.5×1011kmF=GMm/R23.5×1022N非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。=3.5×1022(N)而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2它是17世纪自然科学最伟大的发现之一。它把地面上物体运动的规律和天体运动规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次提示了自然界中一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。六、万有引力定律的发现的意义小结自然界中任何两个物体都是相互吸引的，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。万有引力定律：公式：Gm1m2F=r2G：是引力常数，其值为6.67259×10-11N·m2/kg2应用与可看作质点的两物体间的引力计算