3.1万有引力定律ppt课件

1;.(2)(2)：是静止不动的，地球和其他行星是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动，代表人物是都绕太阳运动，代表人物是。哥哥 白白 尼尼托托 勒勒 密密1.天体的运动天体的运动(1)(1)：，是静止不动的，太阳、月亮以及其是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动，代表人物是他行星都绕地球运动，代表人物是。一、天体究竟做怎样的运动一、天体究竟做怎样的运动2;.开开 普普 勒勒第一定律：第一定律：(轨道定律轨道定律)所有的行星围绕太阳运动的轨道都是所有的行星围绕太阳运动的轨道都是，太阳位于椭圆的太阳位于椭圆的上。上。行星的椭圆轨道简化圆轨道天体的运动匀速圆周运动看作3;.第二定律：第二定律：(面积定律面积定律)行星和太阳之间的连线，在行星和太阳之间的连线，在内扫过内扫过。同一颗行星在近日点的同一颗行星在近日点的速率大于远日点的速率速率大于远日点的速率.4;.第三定律：第三定律：(周期定律周期定律)R3T2=k注：注：1 1）K K与行星无关，只与与行星无关，只与“”-太阳太阳有有关。关。2 2）T T是是，不是，不是自转周期。自转周期。3 3）R R越大，越大，T T越大，行星越大，行星运动越慢。运动越慢。所有行星的椭圆所有行星的椭圆和和公转公转的成正比，的成正比，即比值都相等。即比值都相等。KTRTR2323 火火火火地地地地火星火星地球地球FF太阳太阳ROAB12 开普勒的行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于其他天体系统5;.1从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运行周期之比为两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运行周期之比为8 1，则它，则它们椭圆轨道的半长轴之比为们椭圆轨道的半长轴之比为（）A2 1 B4 1C8 1 D1 4BKTRTR22322131231222221323164,18RRTTRR由6;.2关于开普勒第三定律的公式关于开普勒第三定律的公式 23TRA公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星B公式适用于所有围绕星球运行的行星（或卫星）公式适用于所有围绕星球运行的行星（或卫星）C式中的式中的k值，对所有行星（或卫星）都相等值，对所有行星（或卫星）都相等D式中的式中的k值，对围绕不同星球运行的行星值，对围绕不同星球运行的行星（或卫星）都相同（或卫星）都相同下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）=k，B提示：开普勒定律的三个行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于其他天体系统。7;.23TR2323TRTR月月月月地地地地 3关于开普勒行星运动的公式关于开普勒行星运动的公式Ak是一个与行星无关的常量是一个与行星无关的常量B若地球绕太阳运转轨道的半长轴为若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地地，周期为，周期为T地地；月球绕地球运转轨道的长半轴为月球绕地球运转轨道的长半轴为R月月，周期为，周期为T月月，则，则CT表示行星运动的自转周期表示行星运动的自转周期DT表示行星运动的公转周期表示行星运动的公转周期 k，以下理解正确的是以下理解正确的是（）AD222()MmGmrrT3224rGMkT8;.牛顿关于苹果落地的思考：牛顿关于苹果落地的思考：(1)苹果为什么会落地?月球为什么不落到地球上呢?(2)如果在地球表面附近把苹果水平抛出，苹果的运动能和月球的运动一样吗？猜想1：。猜想猜想2 2：行星绕太阳的运动和卫星绕行星的运动相似：行星绕太阳的运动和卫星绕行星的运动相似,故故。猜想猜想3 3：既然一切天体之间有引力，地球与物体之间有引力。那么，所有物体之间可：既然一切天体之间有引力，地球与物体之间有引力。那么，所有物体之间可能存在相互吸引的力。能存在相互吸引的力。9;.二、苹果落地的思考：万有引力定律的发现1.1.万有引力定律内容：万有引力定律内容：，其，其与与，与它们间，与它们间。221rmmGF 2.数学表达式：3.G：由利用测得。G适用于任何两个物体，它在数值上等适用于任何两个物体，它在数值上等于质量都是于质量都是1kg1kg的物体相距的物体相距1m1m时的相互作用力。时的相互作用力。)/1067.6(2211kgmNG10;.4.万有引力定律公式的(1)适用于计算两个.(2)两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,公式也近似适用，。(3)两个形状规则，质量分布均匀的球，。11;.4.如图所示，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，大小分别为量分布均匀，大小分别为m1与与m2，则两球间万有引力的大小为（，则两球间万有引力的大小为（）r1rr2221rmmG22121)(rrmmG22121)(rrrmmGA.B.C.D.2121rmmGD 12;.2.万有引力定律指出,任何物体间都存在着引力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算一下你和同桌同学之间的引力有多大？解：设两人质量mr5.0,间距由万有引力定律,有比较：一粒芝麻质量gm004.0FNmgG401045kgmm5021NNrmmGF722112211067.65.0501067.6结论：结论：！说明：说明：一般物体间的万有引力可忽略不计，天体间的万有引力则决定天体的运动。一般物体间的万有引力可忽略不计，天体间的万有引力则决定天体的运动。13;.那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？已知：太阳的质量为已知：太阳的质量为M=2.01030kg，地球质量为，地球质量为m=6.01024kg，日地之间的距离为，日地之间的距离为R=1.51011mF=GMm/R2=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2=3.51022(N)太阳对质量为太阳对质量为50kg50kg的人，引力很小，不到的人，引力很小，不到0.3N0.3N14;.221rmmGF5.5.对对的理解的理解(1)(1)：万有引力不仅存在太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间：万有引力不仅存在太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间都存在着这种相互吸引的力。都存在着这种相互吸引的力。(2)(2)：两个有质量的物体之间的万有引力是：两个有质量的物体之间的万有引力是，总是，总是满足大小相等、方向相反，作用在两个物体上。满足大小相等、方向相反，作用在两个物体上。(3)(3)：在地面上的一般物体之间，由于质量比较小物体间的万有引力比较：在地面上的一般物体之间，由于质量比较小物体间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计小，与其他力比较可忽略不计,但在但在,或或,万有引力起着决定性作用万有引力起着决定性作用。(4)(4)：两个物体之间的：两个物体之间的万有引力万有引力，而而，也，也。当两物体间的距离趋于零时，万有引力仍然存在，只是公式不再适用。15;.万有引力与重力之间的关系万有引力与重力之间的关系1.1.地面上物体所受的重力地面上物体所受的重力（1）物体随地球自转做圆周运动的向心力由地球对物体的万有引力在指向圆心方向的分力提供，而万有引力的另一分力，即为物体所受的重力 ，如图示Gmg 2MmFGR 2Fmr 向向16;.FFG 向向赤赤22MmGmRmgR 赤赤即即F向向（2）物体位于赤道上时，向心力指向地心，三力同向，均指向地心，满足）物体位于赤道上时，向心力指向地心，三力同向，均指向地心，满足（3）物体在地球的南北两极时，）物体在地球的南北两极时，为零，为零，即，即FG 极极2MmGmgR 极极（4）当物体从赤道向两极移动时，根据）当物体从赤道向两极移动时，根据 知，向心力减小，则重知，向心力减小，则重力增大，只有在两极时物体所受的万有引力才等于重力。从赤道向两极，重力增大，只有在两极时物体所受的万有引力才等于重力。从赤道向两极，重力加速度增大。力加速度增大。2Fmr 向向重力加速度随纬度的增大而增大。重力加速度随纬度的增大而增大。17;.2.不考虑地球自转的情况下，物体在地球表面上所受的万有引力跟重力相同，不考虑地球自转的情况下，物体在地球表面上所受的万有引力跟重力相同，若考虑，由于向心力很小，重力近似等于万有引力。若考虑，由于向心力很小，重力近似等于万有引力。2MmGmgR 即即在在地地球球表表面面近近似似认认为为：2MmGmgRh 即即 2GMhgRh 则则距距地地面面高高为为 处处的的重重力力加加速速度度重力加速度随高度的增大而减小。重力加速度随高度的增大而减小。(因物体不再受地球自转影响！因物体不再受地球自转影响！)3.在距地面高为在距地面高为h的高空，物体所受的万有引力等于重力，的高空，物体所受的万有引力等于重力，18;.