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我是月球我是地球我们之间有联系吗?22)(月Trm思考:在地月系中,月球在绕地球公转,若把月球绕地球的公转视为匀速圆周运动,那么,月球绕地球做匀速圆周运动需要力吗?为什么?需要的向心力由什么力提供呢?一月地检验2rmMG月地思考:假设月球停止绕地球公转,月球做什么运动?为什么?思考:成熟的苹果为什么要落回地面?地球对苹果有引力或苹果对地球也有吸引力。1沿直线落向地球;2地球对月球的吸引力的吸引。“天上”的力与“地上”的是否是同一种力呢?当时已知的一些量:地表重力加速度:g=9.8m/s2地球半径:R=6400×103m月亮周期:T=27.3天≈2.36×106s月亮轨道半径:r≈60Rga36001月?计算验证:证明苹果、月亮受力满足“平方反比”的关系那么,通过这些已知条件如何来证明:苹果、月亮受力也满足“平方反比”的关系呢?F1F2牛顿著名的月--地检验一、月球轨道r=60R假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从平方反比定律,则:3600/ga224Tra23/107.2sm=R=6370KmmgRmMGF21地mamMGF22r地23/107.2sm地球对月球的力,地球对地面物体的力真是同一种力。行星绕太阳公转的向心力是太阳对行星的引力2mmFr日行一切物体间都存在引力122mmFr卫星绕行星公转的向心力是行星对卫星的引力2mmFr卫行地面上物体所受重力来自地球对物体的引力2mmFr地1、内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小跟这两个物体的质量m1和m2的乘积成正比,跟它们的距离r的二次方成反比。221rmmGF=2、公式:二、万有引力定律G:是引力常量,其值为6.67×10-11N·m2/kg2复杂运动背后隐藏着简洁的科学规律,天上地下的物体都遵循相同的科学法则。3、意义:★4、公式的适用条件:1)万有引力存在于一切物体之间,但万有引力公式适用于质点间的引力大小的计算;即两物体的形状和大小对它们之间的距离而言,影响很小,可以忽略不计.2)两质量分布均匀的球体之间的引力,也可用上述公式计算,且r为两球心间距离;m1m2r两物体的距离r指“哪两部分距离”221rmmGF=3)不能看成质点的物体,可以把物体假象分割成无数个质点,求两物体上每个质点间的万有引力,然后求合力。思考:既然任意两个物体之间都有万有引力,那为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢?F=GMm/R2=6.67×10-7N下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg,相距0.5m的人之间的引力?一粒芝麻重的几千分之一!!!221rmmGF=思考:由可知,当两物体之间的距离趋向于0,则物体之间的引力为无穷大,这种观点对吗?物体将不能再看成质点5万有引力的性质⑴普遍性:万有引力存在于任何两个有质量的物体之间,它是自然界中物质间基本的相互作用之一。⑵相互性:万有引力的作用是相互的,符合牛顿第三定律。⑶宏观性:一般物体之间虽然存在万有引力,但是很小,只有天体与物体之间或天体之间万有引力才比较显著,因此,涉及天体运动时。才考虑万有引力。(4)特殊性:两物体间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关,与周围有无其他物质无关。O1OF万F向思考与讨论:重力与万有引力一样吗?F万GF地表上的物体:①万有引力的一个分力提供物体随地球自转的向心力,一个分力为重力。④重力随纬度的增大而增大。⑤由于随地球自转的向心力很小,在地球表面的物体,则F万≈G②在南北极:FG万=③在赤道:'FGF万随地球自转的向心力=+不考虑地球自转,万有引力等于重力.随着地球自转加快,地面上的物体会不会飞起来?三、引力常量的测量——扭秤实验(1)实验原理:科学方法——放大法卡文迪许卡文迪许实验室2G的含义:它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力3意义:(1)验证了万有引力定律是正确的;(2)使得万有引力定律有了真正的实际意义。1大小:G=6.67×10-11N·m2/kg21.使我们认识到地球与地面物体和月球的引力、太阳与行星间的引力是同一种力,并进行了月地检验。2.使我们认识到任意两个物体之间都有这样的引力,在百年之后,卡文迪许在实验里进行了检验。最终,我们认识了自然界中第一种基本相互作用——万有引力。这节课,我们解决了两个问题:上一节我们知道了太阳与行星之间作用力的规律,可以解释行星的运动.即太阳对行星的引力来提供行星绕太阳运动所需的向心力.正因为这个引力使得行星不能飞离太阳.牛顿进一步推想也应该是地球对月球的引力使得月球不能离开地球,而围绕地球运动.引力常量的测定使万有引力定律有了实际的意义5:半径为R,质量为M的均匀球体,在其内部挖去一个半径为R/2的小球,在距离大球圆心为L处有一个质量为为m的小球,求此两个球体之间的万有引力.化不规则为规则——先补后割(或先割后补),等效处理对于万有引力定律的表达式下面说法正确的是()221rmGmF,A.公式中G为引力常量,是由实验测得的,不是人为规定的。B.当r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大,比如放在地心的物体。C.m1与m2之间的引力总是大小相等、方向相反,与m1、m2是否相等无关。D.m1、m2之间的引力是一对平衡力。AC19月地月地MMll地球的质量约为月球质量的81倍,一飞行器在地球和月球之间,当地球和月球对它的引力大小相等时,这时飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少?解得:解:对飞行器:22月月地地lmMGlmMG如图所示,r虽大于两球的半径,但两球的半径不能忽略,而球的质量分布均匀,大小分别为m1与m2,则两球间万有引力的大小为()r1rr2221rmmG22121)(rrmmG22121)(rrrmmGA、B、C、D、2121rmmGD关于万有引力定律的正确说法是()A.天体间万有引力与它们的质量成正比,与它们之间的距离成反比B.任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟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C.万有引力与质量、距离和万有引力恒量都成正比D.万有引力定律对质量大的物体适用,对质量小的物体不适用B两个大小相等的实心均质小铁球,紧靠在一起时它们之间的万有引力为F;若两个半径2倍于小铁球的实心均匀大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为()DA、2FB、4FC、8FD、16F
本文标题:必修2万有引力定律课件
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