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1、第三章 万有引力定律及其应用第一节 万有引力定律1、了解人类对天体运动探索的发展历程。3、知道万有引力定律是怎样描述的。学习目标2、了解万有引力定律的发现过程。4、知道引力常数的大小和意义。一、天体究竟做怎样的运动 早在三千多年前的殷代，人们就根据天体的运动制定历法。也就是沿用至今的农历。公元前四世纪到三世纪希腊存在两种对立的看法：1、星体绕地球做匀速圆周运动，地球是宇宙的中心。2、地球和其它行星一起绕太阳旋转。 大约在公元150元，希腊的托勒玫提出地心说。十六世纪，波兰的哥白尼经过观测提出日心说。二、开普勒定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上；行星和太阳之间的
2、连线，在相等的时间内扫过相同的面积；行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。三、苹果落地的思考：万有引力定律的发现 开普勒的行星运动规律描述了行星绕太阳运动的规律，但是，是什么力提供行星绕太阳转动的向心力呢？又是什么力使得抛出的物体落回地面呢？ 人们思考：太阳吸引地球的力与地球吸引苹果落地的力是否属于同样性质的力。四、万有引力定律 传说中，牛顿坐在树下思考问题，这时候一只掉下的苹果触发了牛顿的灵感，因此而得到了万有引力定律。 如果在地球表面附近把苹果水平抛出，则苹果将沿曲线轨道落地，苹果距地面越高，水平抛出的速度越大，则落地越远，当速度足够大时，苹果就不会落向地面，而围绕地球做匀速圆
3、周运动。牛顿猜想：苹果所受的重力和月球所受的吸引力可能是同一性 质的力。四、万有引力定律 牛顿进一步认为，一切天体之间有引力，地球与物体之间有引力，一切的物体之间也存在这种相互吸引的力。 在前人研究的基础上，经一系列想像、假设、理想实验，牛顿终于得出万有引力定律： 宇宙间任意两个有质量的物体间都存在相互吸引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，与它们间距离的平方成反比G为万有引力常量，大小为： G=6.6710-11Nm2/kg2。例题 假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球质量M地之比M火:M地=p，火星的半径R火和地球半径R地之比R火:R地=q，那么离火星表面R火高处的重力加速度与g地
4、之比g火:g地=？解： 距星球表面h高处的物体的重力，可近似认为等于星球对该物体的万有引力：解得距星球表面 h 高处的重力加速度为：距火星表面R火高处的重力加速度为：距地球表面R地高处的重力加速度为：以上两式相比得：练习1、下列说法正确的是：A、万有引力定律是卡文迪许发现的B、万有引力定律公式中的G是一个比例常数，是没有单位的C、万有引力是宇宙万物间都存在的一种基本作用力D、两物体引力大小与质量成正比，与两物体表面间的距离的平方成反比2、苹果落向地球，而不是地球向上碰到苹果，对此论断的正确解释是： A、由于地球比苹果质量大得多，地球对苹果的引力比苹果对地球的引力大得多造成的B、由于地球对苹果有引力作用，而苹果对地球无引力作用造成的 C、由于苹果对地球的引力与地球对苹果的引力大小相等，但地球的质量远远大于苹果的质量，地球不能产生明显的加速度造成的D、以上解释都不对C C 五、小结1、开普勒第三定律所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上；行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的面积；行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正比。3、宇宙间任意两个有质量的物体间都存在相互吸引力，其大小与两物体的质量乘积成正比，与它们间距离的平方成反比
