湖北省恩施第二中学高一物理 万有引力定律 课件

(共10张PPT)
万有引力定律
把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动
近似化
如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动，那么，太阳对行星的引力F应为行星所受的向心力，即：
F引= F向=mw2r＝mv2/r
因为： w＝2π/T ； v=2πr/T
得：F引=m(2πr/T)2/r= 4π2mr/T2
怎么办呢？？
如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动，那么，太阳对行星的引力F应为行星所受的向心力，即：
F引= F向=mw2r＝mv2/r
因为： w＝2π/T ； v=2πr/T
得：F引=m(2πr/T)2/r= 4π2mr/T2
根据开普勒第三定律：r3/T2是常数k
F引=4π2mr/T2= 4π2(r3/T2) m/r2
有：F引=4π2km/r2
所以可以得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。
即：F∝m/r2
怎么办呢？？
太阳对行星的引力 （F引）跟行星的质量有关，F引与太阳质量有关吗？？
因为：F引=4π2km/r2
K与太阳质量有关
那么究竟F引与太阳质量有什么关系呢？？
牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想：既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比，也应该与太阳的质量成正比。
F引 ∝ Mm/r2
写成等式：F引= GMm/r2
行星绕太阳运动遵守这个规律，那么在其他物体之间是否适用这个规律呢？？
牛顿还研究了月球绕地球的运动，发现它们间的引力跟太阳与行星间的引力遵循同样规律。
牛顿在研究了许多物体间遵循规律的引力之后，进一步把这个规律推广到自然界中任何两个物体之间，于1687年正式发表了万有引力定律：
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.公式：
Gm1m2
F=
r
2
3.G：是引力常数，适用于任何两个物体。
其标准值为G=6.67259×10-11N·m2/kg2
通常情况下取G=6.67×10-11N·m2/kg2
4.距离r的确定
a.若两物体可看作质点，则为两质点间距；
b.对于均匀的球体，应是两球心间距。
5.万有引力定律的历史意义：
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。
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。
思考与讨论
◆ 我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？
假设质量均为60千克的两位同学，相距1米，他们之间的相互作用的万有引力多大？
F=Gm1m2/r2 =6.67×10-11×60×60/12 =2.4×10-7(N)
2.4×10-7N是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。
◆ 那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=5.8×1025kg，日地之间的距离为R=1.5×1011km
F=GMm/R2
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2
=3.5×1022(N)
3.5×1022N非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。
而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。