高中物理 6.3 物理万有引力定律课件 新人教版必修2.ppt

太阳与行星间的引力万有引力定律 1 问题的提出 开普勒找出行星运动规律后 人们开始更深入的思考 为什么行星围绕太阳运动 一 行星的运动 2 猜想与假设 1 伽利略 一切物体都有合并的趋势 这种趋势导致物体做圆周运动 2 开普勒 受到了来自太阳的类似与磁力的作用 3 笛卡儿 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 4 胡克 哈雷等 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 但没法证明在椭圆轨道规律也成立 5 牛顿 如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比 则行星的轨迹是椭圆 并且阐述了普遍意义下的万有引力定律 科学的足迹 行星 太阳 3 简化模型 中学学科 4 追寻牛顿的足迹 演绎与推理 太阳对行星的引力 1 设行星的质量为m 速度为v 行星到太阳的距离为r 则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力太阳对行星的引力来提供 即 太阳对不同行星的引力 与行星的质量成正比 与行星和太阳间的距离的二次方成反比 追寻牛顿的足迹 演绎与推理 I 太阳对行星的引力 根据牛顿第三定律 行星对太阳引力F 应满足 行星 太阳 追寻牛顿的足迹 演绎与推理 行星对太阳的引力 概括起来有 太阳与行星间的引力 追寻牛顿的足迹 演绎与推理 概括起来有 则太阳与行星间的引力大小为 太阳与行星间的引力 追寻牛顿的足迹 演绎与推理 概括起来有 G比例系数 与太阳 行星的质量无关 则太阳与行星间的引力大小为 追寻牛顿的足迹 演绎与推理 太阳与行星间的引力 概括起来有 G比例系数 与太阳 行星的质量无关 则太阳与行星间的引力大小为 方向 沿着太阳和行星的连线 追寻牛顿的足迹 演绎与推理 太阳与行星间的引力 如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星 我们需要观测这些卫星运动的哪些数据 观测前你对这些数据的规律有什么假设 说一说 行星绕太阳运动遵守这个规律 那么在其他地方是否适用这个规律呢 二 万有引力定律 宇宙间的一切物体都是相互吸引的 两个物体间的引力大小与它们的质量的乘积成正比 跟它们距离的平方成反比 1 内容 F Gm1m2 r2 公式 G 6 67 10 11Nm2 kg2 数值上等于两个质量均为1kg的物体相距1米时它们之间的相互吸引力 F Gm1m2 r2 公式 引力常量 万有引力的适用条件 1 适用于质点 万有引力的适用条件 1 适用于质点 2 当两物体是质量分布均匀的球体时 式中r指两球心间的距离 万有引力的适用条件 3 若物体不能视为质点 则可把每一个物体视为若干个质点的集合 然后按定律求出各质点间的引力 再按矢量法求它们的合力 万有引力的适用条件 5 万有引力的特征 1 普遍性 普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体间的吸引力 是自然界的基本相互作用之一 5 万有引力的特征 2 相互性 两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力 符合牛顿第三定律 5 万有引力的特征 3 宏观性 通常情况下 万有引力非常小 只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的实际意义 5 万有引力的特征 卡文迪许扭称实验 其意义是用实验证明了万有引力的存在 使得万有引力定律有了真正的使用价值 推动了天文学的发展 6 引力常量G的测定方法及意义 7 万有引力与重力 7 万有引力与重力 例 设地球的质量为M 赤道半径R 自转周期T 则地球赤道上质量为m的物体所受重力的大小为 式中G为万有引力恒量 例 设地球的质量为M 赤道半径R 自转周期T 则地球赤道上质量为m的物体所受重力的大小为 式中G为万有引力恒量 GMm R2 4 2mR T2