物理(教科版)必修232万有引力定律（课件）

1、万有引力定律万有引力定律“地心说地心说”和和“日心日心说说”1.地心说：托勒玫地心说：托勒玫(90-168)Claudius Peolemy 在古代，以希腊亚里士多德为代表，在古代，以希腊亚里士多德为代表，认为地球是宇宙的中心。其它天体则以认为地球是宇宙的中心。其它天体则以地球为中心，在不停地运动。这种观点，地球为中心，在不停地运动。这种观点，就是就是“地心说地心说”。公元二世纪，天文学。公元二世纪，天文学家托勒密，把当时天文学知识总结成宇家托勒密，把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系，发展完善了宙的地心体系，发展完善了“地心说地心说”，描绘了一个复杂的天体运动图象。描绘了一个复杂的天体运动图

2、象。托勒玫认为，行星托勒玫认为，行星P在以在以C点为中心的轨道上做匀速圆周点为中心的轨道上做匀速圆周运动的同时，圆心运动的同时，圆心C点也沿以点也沿以O点为圆心的轨道相对于离地球点为圆心的轨道相对于离地球不远的不远的Q点做匀速圆周运动，这两种运动的复合，构成了行星点做匀速圆周运动，这两种运动的复合，构成了行星的运动。的运动。 波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计算，于和计算，于1543年出版了年出版了“天体运行论天体运行论”正正式提出式提出“日心说日心说”。 “日心说日心说”认为，太阳不动，处于宇宙认为，太阳不动，处于宇宙的中心，地球和其它行星公转还同时自转

3、。的中心，地球和其它行星公转还同时自转。 “日心说日心说”对天体的描述大为简化，同对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正的科学革命。的界限，是一项真正的科学革命。 “日心说日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：“哥哥白尼拦住了太阳，推动了地球。白尼拦住了太阳，推动了地球。”

4、 十七世纪，德国人开普勒在十七世纪，德国人开普勒在“日心说日心说”的基础上，整理的基础上，整理了他的老师，丹麦人第谷了他的老师，丹麦人第谷20多年观测行星运动的数据后，经多年观测行星运动的数据后，经过四年艰苦计算，总结了关于行星运动的三条规律，即：过四年艰苦计算，总结了关于行星运动的三条规律，即：（椭圆轨道定律）（椭圆轨道定律）所有所有行星分别在大小不同的轨道上围绕太阳运动。行星分别在大小不同的轨道上围绕太阳运动。太阳在这些椭圆的一个焦点上。太阳在这些椭圆的一个焦点上。 对任意行星来说，他与太对任意行星来说，他与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 行

5、星绕太阳运动轨道半行星绕太阳运动轨道半长轴的立方与运动周期的平方成正比。长轴的立方与运动周期的平方成正比。1.科学家对行星运动原因的各种猜想科学家对行星运动原因的各种猜想2.牛顿总结了地球对地面上的物体的引力、太阳对行星的引力、牛顿总结了地球对地面上的物体的引力、太阳对行星的引力、以及行星对卫星的引力，都遵守相同的规律，是同一性质的以及行星对卫星的引力，都遵守相同的规律，是同一性质的力。牛顿把这种引力规律做了推广，在力。牛顿把这种引力规律做了推广，在1687年发表了万有引年发表了万有引力定律。力定律。 3.万有引力定律内容万有引力定律内容任何两个物体都是相互吸引的，引力任何两个物体都是相互吸引

6、的，引力的大小与两个物体的乘积成正比，与他们的距离的平方成反的大小与两个物体的乘积成正比，与他们的距离的平方成反比。其数学表达式为：比。其数学表达式为：122Fm mrG122m mFGr1.m1和和m2表示两个物体的质量，表示两个物体的质量，r表示他们的距离，表示他们的距离，2.G为引力常数。为引力常数。G=6.671011 Nm2/kg2 G的物理意义的物理意义两质量各为两质量各为1kg的物体相距的物体相距1m时万有引时万有引力的大小。力的大小。万有引力定律的：万有引力定律的： 普遍性；相互性；宏观性；特殊性；适用条件；普遍性；相互性；宏观性；特殊性；适用条件；万有引力公式适用于可视为质点

7、的物体；万有引力公式适用于可视为质点的物体； r质点间的距离（球心距）。质点间的距离（球心距）。卡文迪许扭秤卡文迪许扭秤它在数值上等于两个质量都是它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距的物体相距1m时的相时的相互作用力。互作用力。适用于两个适用于两个或者两个或者两个之间的相互作用。之间的相互作用。（两物体为均匀球体时，（两物体为均匀球体时，r为两球心间的距离）为两球心间的距离） ： 万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具有深万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具有深远的影响。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统远的影响。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来。

8、在科学文化发展上起到了积极的推动作用，解放一了起来。在科学文化发展上起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大的信心，了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大的信心，人们有能力理解天地间的各种事物。人们有能力理解天地间的各种事物。如图所示，在距一个质量为如图所示，在距一个质量为M，半径为，半径为R，密度，密度均匀的球体表面均匀的球体表面R处，有一个质量为处，有一个质量为m的质点。此时的质点。此时M对对m的万有引力为的万有引力为F1。当从。当从M中挖去如图所示半径为中挖去如图所示半径为R/2的的球体时，剩下部分对球体时，剩下部分对m的万有引力为的万有引力为F2，则，则F1与与F2的比为的比为多少？多少？地球的质量大约为月球质量的地球的质量