《万有引力定律》PPTPPT课件.ppt

地 心 说 是 长 期 盛 行 于古 代 欧 洲 的 宇 宙 学 说 。 它最 初 由 古 希 腊 学 者 欧 多 克斯 在 公 元 前 三 世 纪 提 出 ，后 来 经 （ 90-168）进 一 步 发 展 而 逐 渐 建 立 和完 善 起 来 。 地 球 是 宇 宙 的 中 心 ， 太 阳 、 月 球 以及 其 他 所 有 星 球 都 是 绕 地 球 运 动 。 托 勒 密 约 在 公 元 前 260年 ，古 希 腊 天 文 学 家 阿 利 斯塔 克 最 早 提 出 了 日 心 说的 观 点 。 但 真 正 发 展 并完 善 日 心 说 的 ， 是 来 自波 兰 的 （ 1473-1543） 。 宇 宙 的 中 心 是 太 阳 ， 所 有 行 星 都 在 绕太 阳 运 动 。 哥 白 尼 【 人 类 对 天 体 运 动 的 】 近 代 早 期 最 重 要 的 观 测工 作 是 由 丹 麦 的 （ 1546-1601） 进 行 的 。 德 国 天 文 学 家 毅 然否 定 火 星 做 匀 速 圆 周 运 动 ， 经多 种 拟 合 、 反 复 核 算 ， 终 于 发现 火 星 做 椭 圆 运 动 。 开 普 勒第 一 定 律 ：(轨 道 定 律 )第 二 定 律 ：(面 积 定 律 ) 所 有 的 行 星 围 绕 太 阳 运 动的 轨 道 都 是 ， 太 阳 处 在 所有 椭 圆 的 上 。 行 星 和 太 阳 的 连 线 ， 在 内扫 过 。同 一 颗 行 星 在近 日 点 的 速 率大 于 远 日 点 的速 率 . 第 三 定 律 ：(周 期 定 律 ) 注 ： 1） K与 行 星 无 关 ，只 与 “ ” -太 阳 有 关 。 同 一 个 中 心 天 体 ，K值 相 同 2） T是 ，不 是 自 转 周 期 。 行 星 绕 太 阳 公 转 的 周 期 的 平 方 和 轨 道 半长 轴 的 立 方 成 正 比 第 三 定 律 ：(周 期 定 律 ) R3T2 = k 所 有 行 星 运 行 的 跟 公 转的 比 值 都 相 等 。 KTRTR 2323 火火地地 23TR2323 TRTR 月 月地 地 3 关 于 开 普 勒 行 星 运 动 的 公 式A k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 R地 ， 周 期 为 T地 ；月 球 绕 地 球 运 转 轨 道 的 长 半 轴 为 R月 ， 周 期 为 T月 ， 则C T表 示 行 星 运 动 的 自 转 周 期D T表 示 行 星 运 动 的 公 转 周 期 k，以 下 理 解 正 确 的 是 （ ）AD 1 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B 公 式 适 用 于 所 有 围 绕 星 球 运 行 的 行 星 （ 或 卫 星 ）C 式 中 的 k值 ， 与 行 星 无 关D 式 中 的 k值 ， 对 围 绕 不 同 中 心 星 球 运 行 的 行 星（ 或 卫 星 ） 都 相 同下 列 说 法 中 正 确 的 是 （ ）= k，BC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 。 2 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 8 1， 则 它 们 椭 圆 轨 道 的 半 长轴 之 比 为 （ ）A 2 1 B 4 1C 8 1 D 1 4BKTRTR 22322131 2312222213231 64,18 RRTTRR 由 关 于 行 星 运 动 的 各 种 17世 纪 前 ： 认 为 天 体 做 匀 速 圆 周 运 动 最 完 美 ， 天体 神 圣 和 永 恒 ， 无 需 动 因 。 伽 利 略 ： 行 星 的 运 动 与 地 面 的 运 动 遵 从 不 同 的 规律 ， 行 星 运 动 是 “ 惯 性 ” 自 行 维 持 的 。开 普 勒 ： 行 星 的 运 动 是 由 于 太 阳 磁 力 吸 引 的 缘 故 ，磁 力 与 距 离 成 反 比 。胡 克 、 哈 雷 、 雷 恩 等 ： 行 星 的 运 动 是 太 阳 的 引 力的 缘 故 ， 其 所 受 的 引 力 大 小 跟 行 星 到 太 阳 的 距 离的 平 方 成 反 比 ； 认 为 重 力 是 地 球 引 力 产 生 的 。笛 卡 儿 ： 宇 宙 由 不 停 旋 转 着 的 微 粒 所 组 成 ， 微 粒 的 运 动 形 成漩 涡 。 太 阳 和 行 星 在 各 自 的 漩 涡 中 心 。 行 星 漩 涡 带 动 卫 星 运动 ， 太 阳 的 漩 涡 带 动 行 星 和 卫 星 一 起 运 动 。 牛 顿 关 于 苹 果 落 地 的 思 考 ：(1)苹 果 为 什 么 会 落 地 ? 如 果 苹 果 树 长 到 月 球 那 么 高 ,苹 果 会落 到 地 面 上 吗 ?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 2： 行 星 绕 太 阳 的 运 动 和 卫 星 绕 行 星 的 运 动 相似 ,故 。猜 想 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 能 存 在 相 互 吸 引 的 力 。 二 、 苹 果 落 地 的 思 考 ： 万 有 引 力 定 律 的 发 现 1.万 有 引 力 定 律 内 容 ： ， 其与 ， 与 它 们 间。 2 21rmmGF 2.数 学 表 达 式 ：3. G： G适 用 于 任 何 两 个 物 体 ， 它 在 数 值 上 等 于 质 量 都 是 1kg的 物 体 相 距 1m时 的 相互 作 用 力 。 )/ 1067.6( 22 11kgmNG 4.万 有 引 力 定 律 公 式 的2 21rmmGF (1) 适 用 于 计 算 两 个 .(2)两 个 质 量 分 布 均 匀 的 球 体 间 的 相 互 作 用 ， 可用 公 式 计 算 ， 其 中 。(3)一 个 均 匀 球 体 与 球 外 一 个 质 点 间 的 万 有 引 力 ,可 用 公 式 计 算 ， 其 中 。(4)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 ， 其 中。 1. 如 果 有 一 天 万 有 引 力 突 然 消 失 ,世 界 将 发 生什 么 变 化 ?对 你 的 生 活 将 产 生 什 么 影 响 ? 若 没 有 万 有 引 力 的 作 用 ， 地 球 表 面 的 大气 和 水 将 会 脱 离 地 球 表 面 ， 飞 散 到 茫 茫 宇 宙之 中 ； 地 球 表 面 的 土 、 石 以 及 人 类 也 将 在 地球 自 转 的 影 响 下 沿 着 地 球 表 面 的 切 线 飞 向 宇宙 之 中 ， 像 流 星 一 样 在 太 空 中 遨 游 总 之 ，。 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 mr 5.0,间 距由 万 有 引 力 定 律 ,有比 较 ： 一 粒 芝 麻 重 量 gm 004.0 FNmgG 40104 5 kgmm 5021 NNrmmGF 722112 21 1067.65.0501067.6 结 论 ：！ 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=6.0 1024kg， 日 地 之 间 的 距 离 为 R=1.5 1011mF=GMm/R2=6.67 10-11 2.0 1030 6.0 1024/(1.5 1011)2 =3.5 1022(N)太 阳 对 质 量 为 50kg的 人 ， 引 力 很 小 ， 不 到 0.3N 5.对 的 理 解(1) ： 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 。(2) ： 两 个 有 质 量 的 物 体 之 间 的 万 有 引力 是 ， 总 是 满 足 大 小相 等 、 方 向 相 反 ， 作 用 在 两 个 物 体 上 。 (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 小 ， 与 其他 力 比 较 可 忽 略 不 计 ,但 在,或 ,万 有 引 力 起着 决 定 性 作 用 。(4) ： 两 个 物 体 之 间 的 万 有 引 力， 而， 也。 三 、 万 有 引 力 与 重 力 之 间 的 关 系 重 力 随 纬 度 的 减 小 而 减 小 。1.在 地 球 表 面 , 重 力 随 高 度 的 增 大 而 减 小 。2.在 地 球 高 空 , . (因 物 体 不 再 受 地 球 自 转 影 响 ！ ) 极赤 gg 2rMmGmgF 2)( hR MmGmgh 地 A 公 式 中 的 G是 引 力 常 量 ， 它 是 由 实 验得 出 的 ， 而 不 是 人 为 规 定 的 B 当 两 个 物 体 间 的 距 离 r趋 于 零 时 ， 万 有引 力 趋 于 无 穷 大 C m1和 m2所 受 引 力 大 小 总 是 相 等 的 D 两 个 物 体 间 的 引 力 总 是 大 小 相 等 ， 方向 相 反 的 ， 是 一 对 平 衡 力答案：AC 5. 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 （ ）r1 r r2 图 7 9 2 21rmmG 221 21 )( rr mmG 221 21 )( rrr mmG A. B.C. D. 21 21rmmG D 1.轨 道 定 律 2.面 积 定 律3.周 期 定 律 32R kT 1.万 有 引 力 定 律 内 容 ：2 21rmmGF2.公 式 ： r： 质 点 (球 心 )间 的 距 离G=6.67 10 11 Nm2/kg23.适 用 条 件 : 4.理 解 : 地 球高 空 2)( hRMGgh 2)( hRMGgh 地 球表 面 “ 地 心 说 ” 占 领 统 治 地 位 的 时间 较 长 ， 原 因 是 由 于 它 比 较 符 合人 们 的 ， 如 ： 太 阳 从 东边 升 起 ， 从 西 边 落 下 。 同 时 它 也符 合 当 时 在 政 治 上 占 统 治 地 位 的观 点 。为什么“地心说”能占领较长的统治时间？ 为什么日心说”能战胜”地心说”?对 行 星 运 动 的 描 述 更 简 明 清晰 ， 不 仅 迈 出 了 人 类 认 识 宇 宙 历 程 中 最 艰 难 而 又 最 重要 的 一 步 ， 而 且 冲 破 了 中 世 纪 教 会 神 学 对 人 们 思 想 的禁 锢 ， 使 人 们 认 识 到， 。 “ 日 心 说 ” 所 以 能 够 战 胜 “ 地 心 说 ” 是 因 为 很 多“地 心 说 ”不 能 解 释 的 现 象 “日 心 说 ”则 能 说 明 ， 就 是 说。 例 如 ： 若地 球 不 运 动 ， 昼 夜 交 替 是 太 阳 绕 地 球 运 动 形 成 的 ， 那么 每 天 的 情 况 就 应 是 相 同 ， 事 实 上 ， 每 天 白 天 的 长 短不 同 ， 冷 暖 不 同 ， 而 “日 心 说 ”则 能 说 明 这 种 情 况 ；， 而。