万有引力定律公开课

关于万有引力定律公开课第一页，共三十七页，2022年，8月28日是什么原因使行星绕太阳公转而没有离开太阳？第二页，共三十七页，2022年，8月28日牛顿：太阳对行星的引力使行星绕太阳公转不能飞离太阳第三页，共三十七页，2022年，8月28日是什么原因使月球绕地球公转而没有离开地球？思考第四页，共三十七页，2022年，8月28日是什么原因使人造卫星绕地球运动?思考第五页，共三十七页，2022年，8月28日树上熟透的苹果掉下来落到地面上地面上的物体，被抛出去后总要落回地面，是什么原因使物体不离开地球呢？思考第六页，共三十七页，2022年，8月28日一、万有引力的猜想事实：太阳对行星的引力使行星绕太阳公转而不飞离太阳.猜想：

地球对月球的引力使月球绕地球公转而不飞离地球？地球对地面上苹果的引力使苹果不离开地球？第七页，共三十七页，2022年，8月28日继续猜想：

太阳对行星的引力地球对月球的引力地球对地面上苹果的引力也许是同一种力，遵从相同规律第八页，共三十七页，2022年，8月28日二、万有引力的检验-------月---地检验目的：验证地球对地面上苹果的引力地球对月球的引力遵循思路：1、假定猜想成立，理论推导

2、实际测量若二者结果一致则假设成立若二者结果不一致则假设就不成立第九页，共三十七页，2022年，8月28日月---地检验地球对苹果的引力:

理论推导1、先假定猜想成立：苹果下落的加速度:第十页，共三十七页，2022年，8月28日地球对月球的引力:

苹果下落的加速度:月球绕地球公转的加速度：第十一页，共三十七页，2022年，8月28日在牛顿的时代，已能比较精确测定：月球与地球的距离3.8×108m月球公转周期T=27.3天地球的自由落体加速度g=9.8m/s2求月球公转的向心加速度：实际测量计算与假设的理论推导结果一致即：月球公转轨道半径r=3.8×108m实际测量2、第十二页，共三十七页，2022年，8月28日验证结论：地球对地面上物体的引力地球对月球的引力太阳对行星的引力是同一种性质力，都遵循第十三页，共三十七页，2022年，8月28日问题1：地面上的两个物体间是否存在引力？问题2：若地面上的两个物体间存在引力，为何两个物体没有在引力作用下紧靠在一起？宇宙中的一切物体间都有引力:大胆设想：第十四页，共三十七页，2022年，8月28日事实上，自然界中任何两个有质量的物体间都存在引力.1687年牛顿发现万有引力定律三、万有引力定律的得出第十五页，共三十七页，2022年，8月28日万有引力定律1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小F与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们的距离r的二次方成反比.2.公式：m1,m2---两物体的质量r---两物体间的距离G---比例系数，叫引力常量，适用于任何物体，G的国际单位N·m2/kg2m1m2FF’r第十六页，共三十七页，2022年，8月28日3.万有引力的理解①普遍性：任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一②相互性：万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛顿第三定律③

宏观性：通常情况下万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义。在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计第十七页，共三十七页，2022年，8月28日4.公式的适用条件：①（理想情况）两个质点间引力大小的计算②（实际情况）若两个物体间的距离远大于物体本身大小时，两个物体可看成质点如：太阳与行星间地球与月球间m1m2FF’rr为两质点间的距离r为两天体中心的距离第十八页，共三十七页，2022年，8月28日③

质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中于球心r为物体到地心的距离r为两球心间的距离第十九页，共三十七页，2022年，8月28日例1.由公式当两物体之间的距离时,两个物体可视为质点，公式适用，则两物体之间的引力可知，问题：当两物体间的距离时,则两物体之间的引力,这种观点对么？【解析】

：当两物体间距离时，物体不能看成质点，公式已不再适用第二十页，共三十七页，2022年，8月28日牛顿发现万有引力定律，但却无法算出两个天体间的万有引力大小，因为他不知道引力常量G的值.第二十一页，共三十七页，2022年，8月28日四、万有引力定律的检验---引力常量G的测量实验第二十二页，共三十七页，2022年，8月28日1798年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用扭秤装置,第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小F做了精确测量和计算，比较准确地测出了引力常量G的数值rFrFmm´mm´引力常量G的测量实验第二十三页，共三十七页，2022年，8月28日放大思想实验原理：rFrFmm´mm´第二十四页，共三十七页，2022年，8月28日G的含义—表示两质量m1=m2=1kg的匀质小球，相距r=1m时万有引力的大小引力常量通常取第二十五页，共三十七页，2022年，8月28日测定引力常量G的重要意义1、用实验证明了万有引力的存在2、使万有引力定律公式有了真正的实用价值可以计算天体间的引力大小，可间接计算天体的质量、平均密度等如：根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量第二十六页，共三十七页，2022年，8月28日例2：根据万有引力定律和牛顿第二定律说明：开普勒第三定律中k是一个与行星无关，只与太阳有关的常量.太阳与行星的距离建立模型行星绕太阳近似做匀速圆周运动行星公转轨道半径由万有引力定律和牛顿第二定律得第二十七页，共三十七页，2022年，8月28日例2：根据万有引力定律和牛顿第二定律说明：开普勒第三定律中k是一个与行星无关，只与太阳有关的常量.第二十八页，共三十七页，2022年，8月28日万有引力与重力知识拓展FnG向心力万有引力F引

重力G=mgmR第二十九页，共三十七页，2022年，8月28日②在两极：①在赤道：③

赤道表面物体随地球自转的向心力第三十页，共三十七页，2022年，8月28日由于物体随地球自转的向心力很小,则万有引力大小近似等于重力卡文迪许在实验室里测出了引力常量G的值，他把自己的实验说成是“称量地球的重量”。在实验室里测量几个铅球之间的引力，就可以称量地球，这不能不说是一个科学奇迹。著名文学家，马克吐温满怀激情地说“科学真是迷人。根据零星的事实，增添一点猜想，竟然赢得那么多收获！”第三十一页，共三十七页，2022年，8月28日课堂小结太阳与行星间的引力:万有引力的猜想：万有引力的检验：推广：万有引力定律的检验：下一课：万有引力理论的成就万有引力定律的得出:“天上”的力与“人间”的力是同一种力月---地检验宇宙中一切物体间都有引力引力常量G的测量实验第三十二页，共三十七页，2022年，8月28日科学规律发现的过程往往是大胆猜想和严格求证的结合.第三十三页，共三十七页，2022年，8月28日1、万有引力定律得出的思路和过程2、万有引力定律的理解第三十四页，共三十七页，2022年，8月28日1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时不会吸在一起?我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。故它们之间的引力很小，且小于它们与地面间的摩擦力，故两人不会吸在一起；受力分析时可不考虑物体间引力问题与练习第三十五页，共三十七页，2022年，8月28日2、大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离