《万有引力定律》教学.ppt

第3节 万有引力定律,1682年8月，天空中出现了一颗用肉眼可见的亮彗星，它的后面拖着一条清晰可见、弯弯的尾巴。这颗彗星的出现引起了几乎所有天文学家们的关注。当时，年仅26岁的英国天文学家哈雷对这颗彗星尤为感兴趣。,哈雷在1705年发表了彗星天文学论说，宣布1682年曾引起世人极大恐慌的大彗星将于1758年再次出现于天空（后来他估计到木星可能影响到它的运动时，把回归的日期推迟到1759年）。当时哈雷已年过五十，知道在有生之年无缘再见到这颗大彗星了。于是他在书中写道：“如果彗星最终根据我们的预言，大约在1758年再现的时候，人们将不会忘记这首先是由一个英国人发现的”,太阳与行星之间作用力的规律，可以完 全解释行星的运动，那么，是什么力使得 地面的物体不能离开地球呢？,问题探究：,牛顿的思考： 1、“天上的力”和“人间的力”是同 一种力吗？ 2、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! 这种力可能都遵从与距离平方成反比的 关系。,一、月地检验,根据下列当时可以测量的数据，证明月 球绕地球运动的力遵从“平方反比”的规 律。,地表重力加速度：g = 9.8m/s2 地球半径： R = 6.4106m 月亮周期： T = 27.3天2.36106s 月亮轨道半径： r 60R=3.84108m,计算结果：,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。,2、表达式：,4、G为引力常量,3、适用条件：,适用于两个质点间的万有引力大小计算， 对于质量分布均匀的球体，r就是它们球 心间的距离。,三、引力常量的测量扭秤实验,1、实验原理：科学方法放大法,2、实验数据 G值为6.6710-11Nm2/kg2 G值的物理含义： 两个质量为1kg的物体相距1m时，它们 之间万有引力为6.6710-11N。,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。,3、卡文迪许扭秤实验的意义,四、对万有引力的理解,普遍性：任何客观存在的有质量的物体之 间都存在着这种吸引力。,相互性：两个物体相互作用的引力是一对 作用力与反作用力，它们等大反 向，分别作用于两个物体上。,宏观性：对质量巨大的天体间才有现实的 意义，分析地球表面物体受力时 不需考虑。,特殊性：两个物体间的万有引力只与它们 本身质量有关，与它们间的距离 有关。,五、万有引力定律的历史意义,1、17世纪自然科学最伟大的成果之一， 第一次揭示了自然界中的一种基本相互 作用的规律，在人类认识自然的历史上 树立了一座里程碑。,2、在文化发展史上的重大意义：使人们 建立了有能力理解天地间的各种事物的信 心，解放了人们的思想，在科学文化的发 展史上起了积极的推动作用。,例：地球质量大约是月球质量的81倍，在 登月飞船通过月、地之间的某一位置时， 月球和地球对它的引力大小相等，该位置