《高一物理多媒体课件：3万有引力定律（人教版必修2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理多媒体课件：3万有引力定律（人教版必修2）（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、3 万有引力定律1.1.体会物理研究中猜想与验证的魅力，能够踏着牛顿体会物理研究中猜想与验证的魅力，能够踏着牛顿的足迹了解月地检验。的足迹了解月地检验。 2.2.进一步大胆地推导出万有引力定律。进一步大胆地推导出万有引力定律。 3.3.了解引力常量的测量及意义。了解引力常量的测量及意义。 复习提问：复习提问：行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由谁行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由谁提供？该力的特点是什么？提供？该力的特点是什么？ 由太阳与行星由太阳与行星间的引力提供，引力的引力提供，引力大小大小为 ，与两星体，与两星体质量的量的乘乘积成正比，与两星体距离的平方成反比。成正比，与两星体距离的平方成
2、反比。 月球为什么不会月球为什么不会月球为什么不会月球为什么不会落到地球上来呢落到地球上来呢落到地球上来呢落到地球上来呢？苹果为什么会落地？苹果为什么会落地？如果苹果树长到月球那么高，如果苹果树长到月球那么高，苹果还会落到地面吗？苹果还会落到地面吗？ 月球为什么不会落到地球上呢？月球为什么不会落到地球上呢？是因为受不到地球的作用力吗？是因为受不到地球的作用力吗？如果月球不受力，它将做直线运动，如果月球不受力，它将做直线运动，如果月球受重力，没有切向线速度，如果月球受重力，没有切向线速度，事实上，月球绕地球做匀速圆周运动事实上，月球绕地球做匀速圆周运动需要向心力，该力是地球对月球的引需要向心力，
3、该力是地球对月球的引力提供。力提供。地地球球对对苹苹果果的的引引力力地地球球对对月月球球的的引引力力牛顿：在前人研究的牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：的数学能力证明了：如果太阳和行星间的如果太阳和行星间的引力与距离的二次方引力与距离的二次方成反比，则行星的轨成反比，则行星的轨迹是椭圆。并且阐述迹是椭圆。并且阐述了普遍意义下的万有了普遍意义下的万有引力定律。引力定律。一一. .猜想的验证猜想的验证 ：月地检验。：月地检验。如果它们是同一种性质的力，满足同一规律。如果它们是同一种性质的力，满足同一规律。对于苹果对于苹果 地球对月球的引力地球对月球的引力 向心
4、加速度为向心加速度为 根据当时实验观测数据根据当时实验观测数据T=27.3T=27.3天，天，r=3.8r=3.810108 8m m， 求得的求得的月球的向心加速度为：月球的向心加速度为：实验表明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的表明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，以及太阳与行星引力，以及太阳与行星间的引力，遵循的引力，遵循规律律二、万有引力定律二、万有引力定律1.1.定律表述：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，定律表述：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，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
5、比。的距离的二次方成反比。【说明说明】: :1. m1. m1 1和和m m2 2表示两个物体的质量，表示两个物体的质量，r r表示它们表示它们的距离。的距离。2. G2. G为引力常量。为引力常量。G=6.67G=6.6710101111 N Nm m2 2/kg/kg2 2 G G的物理意义的物理意义两质量各为两质量各为1kg1kg的物体相距的物体相距1m1m时时万有引力的大小。万有引力的大小。3.3.适适用用条条件件：适适用用于于两两个个质质点点或或者者两两个个均均匀匀球球体体之之间间的的相相互互作作用用。（两两物物体体为为均均匀匀球球体体时时，r r为为两两球球心心之之间的距离）间的距
6、离） 例例1.1.由公式由公式距离距离趋向于向于0 0时, ,两物体之两物体之间的引力的引力趋于无于无穷大。大。这种种观点点对吗？ 可知，当两物体之可知，当两物体之间的的当两物体当两物体间距离距离趋于于0 0时，公式，公式已不适用已不适用 如果有一天万有引力突然消失，世界将发生什么变化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？对你的生活将产生什么影响？练习练习1.1.万有引力定律指出，任何两个物体间都存在着引万有引力定律指出，任何两个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力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起? ?【解析解析】由由 知，当两人
7、靠近时，由于知，当两人靠近时，由于G G值很小，值很小，故它们之间的引力很小，且小于它们与地面间的摩擦力，故它们之间的引力很小，且小于它们与地面间的摩擦力，故两人没吸引到一起。故两人没吸引到一起。三三. .引力常量的测定引力常量的测定1.16871.1687年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功。引力常量的方法，却没有成功。2.2.其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功。其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功。3.3.直到直到17981798年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤年，英国物理学家卡文迪许巧妙地
8、利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小做了精装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小做了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量。确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量。测定引力常量的重要意义测定引力常量的重要意义1 1证明了万有引力的存在。证明了万有引力的存在。2 2开创了测量弱力的新时代（英国物理学家坡印廷语）。开创了测量弱力的新时代（英国物理学家坡印廷语）。3 3使使得得万万有有引引力力定定律律有有了了真真正正的的实实用用价价值值，可可测测定定远远离离地地球球的的一一些些天天体体的的质质量量、平平均均密密度度等等。如如根根据据地地球球表表面面的的重力加速度可以测定
9、地球的质量。重力加速度可以测定地球的质量。例例2. 2. 要使两物体间的万有引力减小到原来的要使两物体间的万有引力减小到原来的1/41/4，下列，下列办法可采用的是（办法可采用的是（ ）A. A. 使两个物体质量各减小一半，距离不变使两个物体质量各减小一半，距离不变B. B. 使其中一个物体的质量减小到原来的使其中一个物体的质量减小到原来的1/41/4，距离不变，距离不变C. C. 使两物体的距离增为原来的使两物体的距离增为原来的2 2倍，质量不变倍，质量不变D. D. 两物体的距离和两物体质量都减小为原来的两物体的距离和两物体质量都减小为原来的1/41/4ABCABC练习练习2.2.关于万有
10、引力，下列说法中正确的是：关于万有引力，下列说法中正确的是：( )( )A.A.万有引力只有在天体之间才体现出来万有引力只有在天体之间才体现出来B.B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎可以忽略可以忽略C.C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力力D.D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近的表面附近的B B例例3. 3. 地球的半径为地球的半径为R R，地球表面处物体所受的重力为，地球表面处物体所受的重
11、力为mgmg，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位置所受近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（万有引力大小的说法中，正确的是（ ）A.A.离地面高度离地面高度 R R 处为处为4mg 4mg B.B.离地面高度离地面高度 R R 处为处为C.C.离地面高度离地面高度 2R 2R 处为处为D.D.离地面高度离地面高度 处为处为4mg 4mg B B万有引力与重力万有引力与重力在赤道，向心力最大，重力最小；在赤道，向心力最大，重力最小；在两极，无向心力，重力最大；在两极，无向心力，重力最大；纬度越高，重力越大，度越高，重力越大，g g越大。越大。 实际计算中忽略地球自算中忽略地球自转影响，近似影响，近似认为物体受到的物体受到的重力就是地球重力就是地球对物体的万有引力。物体的万有引力。 万有引力定律表述：自然界中任何两个物体都是相万有引力定律表述：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的方向沿两物体的连线，引力的大互吸引的，引力的方向沿两物体的连线，引力的大小小F F与这两个物体质量的乘积与这两个物体质量的乘积m m1 1m m2 2成正比，与这两个成正比，与这两个物体间距离物体间距离r r的平方成反比。的平方成反比。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
