7.2 万有引力定律 课件（共23页）

(共23张PPT)
提问
1、用自己的语言表达地心说与日心说的观点及代表人物；
2、开普勒行星运动三定律的内容；
3、向心力公式。
月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天。应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？（结果保留三位有效数字，取R地＝6400km）
每日一题
课堂练习
7.2　万有引力定律
学习目标:
1.在开普勒行星运动定律、匀速圆周运动知识和牛顿运动知识的基础上，推导太阳与行星间的引力；
2.了解“月地检验”基本思想，认识万物间的引力规律相同；
3.了解万有引力定律的建立过程，理解万有引力的含义；
4.通过牛顿发现万有引力定律的思考过程和卡文迪什扭秤的设计方法，渗透方法论教育。
行星绕太阳做的匀速圆周运动，是否一样也需要向心力？这种力有什么特点？
什么力提供了行星做圆周运动的向心力？
1.建立两个理想化模型
(1)匀速圆周运动模型：由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成匀速圆周运动。
(2)质点模型：由于天体间的距离很远，
研究天体间的引力时将天体看成质点，
即天体的质量集中在球心上。
一、行星与太阳间的引力
F
太阳
Fˊ
2.推导过程
(1)太阳对行星的引力
一、行星与太阳间的引力
(2)太阳与行星间的引力
2.推导过程
一、行星与太阳间的引力
一、行星与太阳间的引力
思考：为什么行星绕太阳运动，而不是太阳绕着行星做圆周运动？
牛顿的思考：
太阳行星间引力、地月间引力以及地球物体间的引力是同种性质的力吗？
这些引力可能是同一种性质的力!
并且可能都遵从平方成反比的关系。
牛顿的猜想：
月球绕地球做圆周运动的向心力就是月球和地球之间的引力,即:
地球表面下落的物体受到地球对它的引力,由牛二:
所以
又因
二、月—地检验
=
下列是当时可以测量的数据，如何证明地球表面的物体受力满足“平方反比”的关系？
地表重力加速度：g = 9.8m/s2
地球半径： R = 6400×103m
月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s
月亮轨道半径： r ≈ 60R=3 .84×108m
这表明，假设成立.地面物体所受地球的引力月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，真的遵从相同的规律。
a苹=g=9.8 m/s2
=
既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？
牛顿再度思考：
2、表达式：F ＝ G
1、内容：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的方向在它们的连线上，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。
三、万有引力定律
（1）m1和m2表示两个物体的质量，单位用千克（kg）；
（2）r表示它们的距离，单位用米（m），力的单位用牛（N）;
（3）G 是比例系数，叫作引力常量，适用于任何两个物体。
1、实验原理：科学方法——放大法
引力常量的测量——扭秤实验（了解）
三、万有引力定律
3、引力常量G G ＝ 6.67×10－11 N·m2／kg2
（1）会根据公式推导 G 的单位；
（2）G 是由卡文迪什(许）通过扭秤实验测出的；
（3）G 与中心天体或地球上的物体均无关；
（4）物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1kg的质点相距1m时的相互吸引力。(注意：与重力的符号区别开来)
四、万有引力定律的理解
1、 F ＝ G 的适用条件
(1)可视为质点的两物体间的引力；
r 指质点和球心间的距离。
r
(2)两质量均匀分布的球体或球壳间的引力；
r指的是两球心间的距离。
r
(3)一质量均匀分布的球体和一质点间的引力。
2.万有引力的四个特性
普遍性 万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力
相互性 两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是满足大小相等，方向相反，作用在两个物体上
宏观性 地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用
特殊性 两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与它们所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关
四、万有引力定律的理解
　
五、万有引力与重力的关系
1、地球表面上的重力与万有引力的关系
2.重力与纬度的关系
　
五、万有引力与重力的关系
纬度越高，g值越大。
3.重力、重力加速度与高度的关系
　
五、万有引力与重力的关系
高度越高，g值越小。
作业：
1.完成本节练习题；
2.预习下一节。