万有引力定律（课堂PPT）

1、“地心说地心说”和和“日心日心说说”1.地心说：托勒密地心说：托勒密(90-168)Claudius Peolemy 在古代，以希腊在古代，以希腊亚里士多德亚里士多德为代表，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”。天文学家。天文学家托勒密托勒密，发，发展完善了展完善了“地心说地心说”，描绘了一个复杂，描绘了一个复杂的天体运动图象。的天体运动图象。亚里士多德亚里士多德托 勒 密波兰天文学家波兰天文学家哥白尼哥白尼提出提出“日心说日心说”。 “日心说日心说”认为，太

2、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。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。哥哥 白白 尼尼 “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

3、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。”行星是怎样运动的？行星是怎样运动的？（几何定律）（几何定律） l由此可见：行由此可见：行星在远日点星在远日点a的的速率最小，在近速率最小，在近日点日点b的速率最的速率最大。大。地球地球太阳太阳R表达式：表达式：T 2R3=KR：椭圆轨道的半长轴椭圆轨道的半长轴T：行星绕太阳公转的周期行星绕太阳公转的周期讨论讨论: :金星、火星的公转周期与地球相比金星、火星的公转周期与地球相比, ,哪一哪一个大？为什么？个大？为什么？KTR23拓展拓展:K:K与什么有关与什么有关? ?K：由由决定决定R地球火星金星苹果落

4、地苹果落地重力的作用；重力的作用； 苹果树像月球一样高苹果树像月球一样高苹果也会落地。苹果也会落地。月球为什么不落地？月球为什么不落地？苹果树上的苹果相对地面静止苹果树上的苹果相对地面静止 。 如果月球也相对地面静止月球会落回地面吗？如果月球也相对地面静止月球会落回地面吗？ 会落回地面：会落回地面：说明月球相对地面具有速度说明月球相对地面具有速度 如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度呢？如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度呢？ 也会像月球一样不落回地面。也会像月球一样不落回地面。如果月球也相对地面静止月球会落回地如果月球也相对地面静止月球会落回地面吗？面吗？如果月球那么高的苹果具有月球一样

5、的速度如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度呢？呢？如果苹果树长到月球那么高，苹如果苹果树长到月球那么高，苹果还会落到地面吗？果还会落到地面吗？地球牛顿人造卫星原理图牛顿人造卫星原理图 结论：1、月球受到的力和苹果受月球受到的力和苹果受到的力为同样性质的力。到的力为同样性质的力。 2 2、行星像月球绕地球转动、行星像月球绕地球转动一样，绕太阳转动，可以推知：一样，绕太阳转动，可以推知：重力、行星对卫星的引力，太重力、行星对卫星的引力，太阳对行星的引力为同一性质的阳对行星的引力为同一性质的力。力。 * *这个力多大？这个力多大？ 牛顿经过多年的思考和严密的牛顿经过多年的思考和严密的数学推导，正式

6、提出万有引力数学推导，正式提出万有引力定律。定律。月球为什么不会落月球为什么不会落到地球上来呢？到地球上来呢？122m mFGr 1.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测出测出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时万有引力的大小时万有引力的大小。四、万有引力定律四、万有引力定律1、内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，引力的方内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正向在它们的连线上，引力的

7、大小跟它们的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。比，与它们之间的距离的平方成反比。2、数学表达式为：数学表达式为：卡文迪许扭秤卡文迪许扭秤它在数值它在数值上等于两个上等于两个质量都是质量都是1kg的物体相距的物体相距1m时的相互时的相互作用力。作用力。动画动画（1）万有引力公式适应于两个）万有引力公式适应于两个或者两个或者两个之间的相互之间的相互作用作用（2）r质点间的距离（或球心距）质点间的距离（或球心距）（3）122m mFGr： 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

8、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。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。122112750506.67100.56.6710m mFGrNN 小结： 1. 天体究竟是怎样运动的。天体究竟是怎样运动的。 2. 开普勒三大定律。开普勒三大定律。 3. 万有引力定律：万有引力定律：221rmmGF 作业：地球的质量大约为月球质量的地球的质量大约为月球质

9、量的81倍。倍。 一飞行一飞行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对它器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为心的距离之比为。 210220rMmGrmmG921mMrr由：由： 得：得： KTR23由由32322131TRTR太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太阳运动，若设它们的轨道为圆形，若有两颗行星的轨阳运动，若设它们的轨道为圆形，若有两颗行星的轨道半径比为道半径比为R R1 1 ：R R2 2=2 =2 ：1 1，他们的质量比为他

10、们的质量比为M M1 1 ：M M2 2=4 =4 ：1 1，求它们绕太阳运动的周期比，求它们绕太阳运动的周期比T T1 1：T T2 2解：1832312221RRTT22821TT即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1/4，下列办法，下列办法可采用的是（可采用的是（ ） 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. 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1/4，距离不变，距离不变 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倍，质量不变倍，质量不变 D. 距离和两物体质量都减小为原来的距离和两物体质量都减小为原来的1/412mg19mg12R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