万有引力定律课件

万有引力定律关于行星运动的各种动力学解释17世纪前：行星理所应当的做这种完美的圆周运动一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。受到了来自太阳的类似与磁力的作用。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。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。伽利略开普勒笛卡尔胡克、哈雷苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转……这些现象引起了牛顿的沉思。一、万有引力定律的发现牛顿的思考：（１）“天上的力”和“人间的力”是同一种力吗？（２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？牛顿的猜想：苹果与月球受到的引力可能是同一种力!万有引力定律的推导•事实上，行星运动的椭圆轨道很接近于圆形轨道，我们把行星绕太阳运动的椭圆轨道可以近视看作为一个圆形轨道，这样就简化了问题，易于我们在现有认知水平上来接受.rTmFTrvrvmF2224/223Tr据开普勒三定律,是个常量得出结论:再根据牛顿第三定律，行星吸引太阳的力跟太阳吸引行星的力大小相等、性质相同，故引力也应当和太阳的质量M成正比。因此：写成等式：2rMmGF2′rMF二、万有引力定律1、内容：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。221rmmGF3、G为引力常量r质点间的距离均匀球体球心间的距离2、表达式：其中G是一个引力常量。（1）单位：Nm2/kg2（2）标准值：G=6.67259x10-11Nm2/kg2常用值：G=6.67x10-11Nm2/kg2（3）注意：与重力的符号区别开来对于距离的确定大致可以分为两种情况：a.若可以看做质点,则为两质点间距.b.对于不能视为质点,而质量分布均匀的球体,应是两球心间距.例题1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)(rrmmG22121)(rrrmmGA、B、C、D、2121rmmG答案：D◆我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？假设质量均为60千克的两位同学，相距1米，他们之间的相互作用的万有引力多大？F=Gm1m2/r2=6.67×10-11×60×60/12=2.4×10-7(N)2.4×10-7N是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。◆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/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，能够拉断直径为90km的钢柱。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。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（２）实验数据G值为6.67×10-11Nm2/kg2（３）卡文迪许扭称实验的意义①证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代；②开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广；