高一物理教科版必修2教课件：2《万有引力定律》

欢迎进入物理课堂 2 万有引力定律 1 了解万有引力定律的发现过程 2 知道万有引力定律并能进行有关计算 1 为什么苹果从树上落向地面而不飞向天空 2 在我们周围 物体都受到重力作用 那么月球受到重力作用吗 3 为什么月球不会落到地球的表面 而是环绕地球运动 牛顿的思考 牛顿猜测 太阳与行星间 地球与苹果间 地球与月亮间的力是不是同一种力呢 牛顿 1643 1727 英国科学家 一 万有引力定律 与牛顿同时代的一些科学家 如胡克 哈雷等对这一问题的认识则更进一步 胡克认为 行星围绕太阳运动是因为受到太阳对它的引力 甚至证明了如果行星的轨道是圆形的 它所受的引力的大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比 但是他们无法证明在椭圆轨道下 引力也遵循同样的规律 更没能严格地证明这种引力的一般规律 这时牛顿比较早地应用数学方法使这个问题得到证明还指出这种引力应当与星体的质量成正比 从而确定了他的表达式 把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动 近似化 为了使问题简化 我们把行星绕太阳的运动看作做匀速圆周运动 那么 太阳对行星的引力F应为行星所受的向心力 即 m 有以上两式可得 由开普勒第三定律可知 是常量 可得 由牛顿第三定律可知 太阳吸引行星 行星也必然吸引太阳 设此力为F 即 又F F 得 行星绕太阳运动遵循这个规律 其他天体也适用这个规律 万有引力定律 任何两个物体之间都存在相互吸引的力 引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比 与这两个物体之间的距离的二次方成反比 数学表达式 G为是引力常量 是一个与物体种类无关的常量 r是两物体之间的距离 万有引力的使用条件 1 严格地讲 只适用于质点间的引力计算 而当两物体间距离远远大于物体的尺寸时 物体可看作质点 2 特别地 当两物体是质量分布均匀的球体 又不能看作质点时 在进行它们间的引力计算时 r取球心间距离 3 当研究物体不能看作质点时 可以把物体假想分割成无数个质点 求出每个质点受到的引力 然后求合力 如两形状不规则的物体 如果物体的大小相对于r的大小不能忽略时 它们的万有引力大小就不能用求解 如果物体的大小相对于r的大小可以忽略时 它们的万有引力大小就可以用求解 如两质量分布均匀的球体 无论球体的大小相对于r的大小不能忽略也好 可以忽略也罢 它们的万有引力大小都可以用求解 引力常量 1798年 即在牛顿发现万有引力定律一百多年以后 英国物理学家卡文迪许 1731 1810 巧妙地利用扭秤装置 第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量 标准值 常用值 为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢 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 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 例 地球质量大约是月球质量的81倍 一个飞行器在地球与月球之间 当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时 这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少 解 设R是飞行器到地心的距离 r是飞行器到月球的距离 由题意 解得 1 下面关于万有引力的说法中正确的是 A 万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用力B 重力和引力是两种不同性质的力C 当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时 则这两个物体间万有引力将增大D 当两个物体间距为零时 万有引力将无穷大 A A 对星球之间而言 是指运行轨道的平均半径B 对地球表面的物体与地球而言 是指物体距离地面的高度C 对两个均匀球而言 是指两个球心间的距离D 对人造地球卫星而言 是指卫星到地球表面的高度 AC 3 如图所示 两球的半径远小于r 而球质量分布均匀 大小分别为m1 m2 则两球间的万有引力的大小为 D 4 一个行星 其半径比地球的半径大2倍 质量是地球的25倍 则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 A 6倍B 4倍C 25 9倍D 12倍 C 5 一个半径是地球半径的3倍 质量是地球质量的36倍的行星 它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 A 4倍B 6倍C 13 5倍D 18倍 A 万有引力定律 任何两个物体之间都存在相互吸引的力 引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比 与这两个物体之间的距离的二次方成反比 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全