广东省惠州市惠东县安墩中学高中物理 31 万有引力课件 粤教必修2

1、3.1 万有引力定律2021/8/8 星期日1 学习目标：1、了解开普勒行星运动规律2、知道万有引力定律的内容及适用范围，引力常数的大小和意义，会用万有引力定律解决简单的引力计算问题学法指导：1、什么是地心说？什么是日心说？2、什么是开普勒行星运动定律？3、什么是牛顿发现的万有引力定律、以及其数学表达式？4、引力常数是谁测出的？什么是引力常数，其大小是什么？5、万有引力定律中的“两个物体之间的距离”，如果是两个均匀球体，这时“两个物体之间的距离”是多少？2021/8/8 星期日2一.天体究竟做怎样的运动“地心说”和“日心说”1.地心说：托勒玫(90-168)Claudius Peolemy 在

2、古代，以希腊亚里士多德为代表，认为地球是宇宙的中心。其它天体则以地球为中心，在不停地运动。这种观点，就是“地心说”。公元二世纪，天文学家托勒密，把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系，发展完善了“地心说”，描绘了一个复杂的天体运动图象。2021/8/8 星期日3托勒玫认为，行星P在以C点为中心的轨道上做匀速圆周运动的同时，圆心C点也沿以O点为圆心的轨道相对于离地球不远的Q点做匀速圆周运动，这两种运动的复合，构成了行星的运动。 “地心说”行星运行图2021/8/8 星期日42.日心说：哥白尼(1473-1543) Nicolaus Copernicus 波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计算，于

3、1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。 “日心说”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。 “日心说”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的界限，是一项真正的科学革命。2021/8/8 星期日5 “日心说”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。伽利略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：“哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”“日心说”行星运行图2021/8/8 星期日6 十七世纪，德国人开普勒在“日心说”的基础上，整理了他的老师，丹麦人第谷20多年观测行星运动的数据后，经过四年艰苦计

4、算，总结了关于行星运动的三条规律，即：开普勒第一定律（椭圆轨道定律）所有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 上。 开普勒第二定律对任意行星来说，他与太阳的连线在相等的时间内扫过 面积。 开普勒第三定律行星绕太阳运动轨道半长轴的立方与 成正比。2、什么是开普勒行星运动定律？一个焦点相等的运动周期的平方2021/8/8 星期日71.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、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1687年发表了万有引力定律。 3.万有引力定律内容任何两个物体都是相互吸

5、引的，引力的大小与 成正比，与 成反比。其数学表达式为：3、什么是牛顿发现的万有引力定律、以及其数学表达式？4、引力常数是谁测出的？什么是引力常数，其大小是什么？两个物体质量的乘积他们的距离的平方2021/8/8 星期日8万有引力定律：【说明】1.m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离，2.G为引力常数。G=6.671011 Nm2/kg2 G的物理意义两质量各为1kg的物体相距1m时万有引力的大小。【注意】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）。2021/8/8 星期日9引力常数的测定卡文迪许扭秤G=6.671011 Nm2/kg22021/8/8 星期日10

6、引力常量的物理意义它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力。万有引力定律的适用条件 ：适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。（两物体为均匀球体时，r为两球心间的距离） 万有引力定律发现的重要意义： 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，人们有能力理解天地间的各种事物。5、万有引力定律中的“两个物体之间的距离”，如果是两个均匀球体，这时“两个物体之间的距离”是多少？2021/8/8 星期日11几种引力的比较2021/8/8 星期日12【例题】如图所示，在距一个质量为M，半径为R，密度均匀的球体表面R处，有一个质量为m的质点。此时M对m的万有引力为F1。当从M中挖去如图所示半径为R/2的球体时，剩下部分对m的万有引力为F2，则F1与F2的比为多少？【答案】9:72021/8/8 星期日13【例题】地球的质量大约为月