高一物理ppt课件-MJ__万有引力定律(附习题课：重力引力关系)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高一物理ppt课件-MJ_万有引力定律(附习题课：重力引力关系),6.3,万有引力定律,艾萨克,牛顿,（,Isaac Newton,1643,1727,）,文学家马克,吐温,-,“科学真是迷人。根据零星的事实，添加一点猜想，竟能引得那么多收获！,”,6.3 万有引力定律艾萨克牛顿（Isaac Newton,艾萨克,牛顿（,Isaac Newton,）是英国伟大的,数学家,、,物理学家,、,天文学家,和自然哲学家，其研究领域包括了,物理学,、,数学,、,天文学,、,神学,、,自然哲学,和,炼金术,。牛顿的主要贡献有发明了,微积分,，发现了,万有引力定律,和,经典力学,，设计并实际制造了第一架,反射式望远镜,等等，被誉为人类历史上最伟大，最有影响力的,科学家,。,中文名：艾萨克,牛顿,外文名：,Isaac Newton,国籍：,英国,出生地：英格兰林肯郡埃尔斯索普村,出生日期：,1643,年,1,月,4,日,逝世日期：,1727,年,3,月,20,日,职业：教授、科学家、炼金术士,毕业院校：英国剑桥大学,信仰：基督教,主要成就：发明微积分,发现万有引力定律,创建经典力学,发明反射式望远镜,发现光的色散原理,代表作品：,自然哲学的数学原理,逝世地：英格兰伦敦肯辛顿,牛顿简介：,艾萨克牛顿（Isaac Newton）是英国伟大的数学家、,开普勒第一定律,（椭圆定律）,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。,开普勒第二定律,（面积定律）,对任意一个行星来说，它与太阳连线在相等的时间内扫过相等的面积。,开普勒第三定律,（周期定律）,开普勒行星运动定律回顾,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。,开普勒第一定律 （椭圆定律）所有行星绕太阳运动的轨道都是,近似处理：认为行星,（,m,）,绕太阳,（,M,）,作匀速圆周运动,太阳对行星的引力（,F,）提供行星所受的向心力,：,回顾太阳与行星间的引力推导,：,由相互作用力的性质，行星对太阳的引力,：,（,G,是一个常量）,近似处理：认为行星（m）绕太阳（M）作匀速圆周运动太阳对,正因为这个引力使得行星不能飞离太阳,.,牛顿进一步推想是否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？,“,天上”的力与“人间”的是否是同一种力呢,?,是什么力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢？地球吸引物体的力与地球和太阳间的引力是同种性质的力吗？,正因为这个引力使得行星不能飞离太阳.牛顿进一步推想,目的：地面上的重力与地吸引月球是同一性质的力吗？,牛顿月地检验的基本思路：,假定维持月球绕地球运动的力、及地面物体所受的引力和太阳与行星间的引力都遵循,平方反比,规律。（已知月球轨道半径是地球半径的,60,倍）,（,1,）,将,苹果,放在地球表面上所受引力为：,月地检验：,（,2,）将苹果放在月球轨道上所受引力为：,（,3,）两者比值：,目的：地面上的重力与地吸引月球是同一性质的力吗？牛顿月地检验,（,4,）当时已经比较精确地测定月球与地球的距离,r,384400km,、月球的公转周期为,27.3,天。我们想一个可行的方法，测出月球轨道上某物体的加速度。,结论：月球绕地球运动的力以及地面物体所受地球的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。,（4）当时已经比较精确地测定月球与地球的距离 r38440,行星绕太阳公转的向心力是太阳对行星的引力,一切物体间都存在引力,卫星绕行星公转的向心力是行星对卫星的引力,地面上物体所受重力来自地球对物体的引力,行星绕太阳公转的向心力是太阳对行星的引力一切物体间都存在引力,万有引力定律,(2),万有引力的表达式：,(1),万有引力定律内容,：,自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两个物体质量的乘积成正比，与他们的距离的二次方成反比,。,注：,G,是比例系数，叫做,引力常量,，适用于,任何,两个物体；,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,万有引力定律(2)万有引力的表达式：(1)万有引力定律内容,万有引力公式的适用范围：,1,）万有引力存在于一切物体之间，但上述公式只能计算两,质点间的引力,；,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,；,m,1,m,2,r,万有引力公式的适用范围：1）万有引力存在于一切物体之间，但上,引力常量的测量,卡文迪许扭称实验,(1789,年,),亨利,卡文迪许,卡文迪许实验室,最富有的学者，最博学的富豪,引力常量的测量卡文迪许扭称实验(1789年)亨利卡文迪许,高一物理ppt课件-MJ_万有引力定律(附习题课：重力引力关系),两次放大及等效的思想,1.,扭秤装置把微小力通过杠杆旋转明显反映出来（一次放大）；,2.,扭转角度（微小形变）通过光标的移动来反映（二次放 大），从而,确定物体间的万有引力。,巧妙之处：,实验数据,：,G,值为,6.6710,-11,Nm,2,/kg,2,实验意义,：,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；,开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广；,卡文迪许扭称实验,两次放大及等效的思想 巧妙之处：实验数据：实验意义：卡文迪许,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？（为什么说是粗略？）,1,、为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？,2,、那么太阳与地球之间的万有引力又是多大？,已知：太阳的质量为,M=2.010,30,kg,，地球质量为,m=5.910,24,kg,，日地之间的距离为,R=1.510,11,m,F=GM,m/R,2,=3.510,23,N,说明,:,引力在天体与天体间,天体与物体间比较显著,但通常物体间的引力可忽略不计,.,课堂练习：,F=Gm,1,m,2,/R,2,=6.6710,-7,N,下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人,A,公式中,G,为引力常量，它是由实验测得的，而不是,人为规定的,B,当,r,趋近于零时，万有引力趋近于无穷大,C,m,1,与,m,2,受到的引力总是大小相等的，与,m,1,、,m,2,是否相等无关,D,m,1,与,m,2,受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力,1,.,对于万有引力定律的表达式,F,=,G,下面说法中正确的是（）,小试身手,：,AC,A公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是,2,.,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（）,A,、,2F B,、,4F C,、,8F D,、,16F,记住球体公式：,D,小试身手：,2.两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,学习思考,纵观万有引力定律的发现历程，你觉得科学发现的一般过程是什么？你能概括一下吗？,科学研究过程的基本要素包含以下几点：,提出假设；对现象的一般观察；通过试验对推论进行检验；运用逻辑（包括数学）得出推论；对假说进行修正和推广。,请按科学研究过程的顺序将基本要素填入下图（只填序号）,答案：,学习思考 科学研究过程的基本要素包含以下几点：答案：,O,1,O,F,万,G,F,向,思考与讨论,:,重力与万有引力一样吗,?,O1OF万GF向思考与讨论:重力与万有引力一样吗?,地球半径参数,极半径：,从地心到北极或南极的距离，大约,6356.9,公里。,北极地区重力加速度为,赤道半径：,从地心到赤道的距离，大约,6378.5,公里。,赤道附近重力加速度为,1.,求一质量为,50kg,的人在极地的重力与万有引力（地球质量约为 ，,G,取,）,2.,求其在赤道处万有引力、重力、随地球自转的所需向心力的大小,地球半径参数极半径：1.求一质量为50kg的人在极地的重力与,F,引,G,F,地表上的物体：,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。,重力随纬度的增大而增大。,由于随地球自转的向心力很小，在地球表面的物体，,则,F,引,G,不考虑地球自转,万有引力等于重力,.,奇怪了？随着地球自转加快,我们会不会飞起来呢,?,在南北极：,在赤道：,F引GF地表上的物体：万有引力的一个分力提供物体随地球自转,