《万有引力定律》PPT课件.ppt

关于行星运动的各种动力学解释 17世纪前 行星理所应当的做这种完美的圆周运动 一切物体都有合并的趋势 这种趋势导致物体做圆周运动 受到了来自太阳的类似与磁力的作用 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 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 苹果落地 高处物体落地 月亮绕地旋转 这些现象引起了牛顿的沉思 一 万有引力定律的发现 牛顿的思考 天上的力 和 人间的力 是同一种力吗 地球表面的重力是否能延伸到月球轨道 牛顿的猜想 苹果与月球受到的引力可能是同一种力 万有引力定律的推导 行星运动的椭圆轨道很接近于圆形轨道 为了使问题简化 我们把行星的运动当作匀速圆周运动 据开普勒三定律 是个常量 得出结论 再根据牛顿第三定律 行星吸引太阳的力跟太阳吸引行星的力大小相等 性质相同 故引力也应当和太阳的质量M成正比 因此 写成等式 二 万有引力定律1 内容 自然界中任何两个物体都是相互吸引的 引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比 跟它们的距离的二次方成反比 3 G为引力常量 2 表达式 G称为引力常量 是一个与物质种类无关的普适常量 2 标准值 G 6 67210 x10 11N m2 kg2 常用值 G 6 67x10 11N m2 kg2 单位 质量m kg 距离r m 力F N 适用范围 质点质点间的距离 匀质球体球心间的距离 当两物体间距离远远大于物体的尺寸时 物体可看作质点 r 万有引力定律 普遍存在于宇宙间的不同物体 万有引力定律公式 适用于计算两个质点或两个质量分布均匀球体之间的相互作用力 常量G N 2 我们人与人之间也一样存在万有引力 可是为什么我们感受不到呢 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 F Gm1m2 r2 6 67 10 11 60 60 12 2 4 10 7 N 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 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 5 8 1025kg 日地之间的距离为R 1 5 1011km F GMm R2 6 67 10 11 2 0 1030 6 0 1024 1 5 1011 2 3 5 1022 N 3 5 1022N非常大 能够拉断直径为90km的钢柱 而太阳对质量为50kg的人 引力很小 不到0 3N 当然我们感受不到太阳的引力 三 引力常量的测量 扭秤实验 1 实验原理 科学方法 放大法 卡文迪许 卡文迪许实验室 实验数据G值为6 6745 10 11Nm2 kg2 卡文迪许扭称实验的意义 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