新人教版物理必修二6.3---万有引力定律(19张PPT)

(共19张PPT)
开普勒第一定律 （几何定律）
所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
*开普勒第二定律 （面积定律）
对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。
开普勒第三定律 （周期定律）
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。
R
开普勒定律回顾
(一)关于行星运动的各种动力学解释
17世纪前：






行星理所应当的做这种完美的圆周运动
一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
受到了来自太阳的类似与磁力的作用。
在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。
受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。
苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转……这些现象引起了牛顿的沉思。
一、万有引力定律的发现
苹果落地
万有引力定律的推导
●事实上，行星运动的椭圆轨道很接近于圆形轨道，我们把行星绕太阳运动的椭圆轨道可以近视看作为一个圆形轨道，这样就简化了问题，易于我们在现有认知水平上来接受.
得出结论:
●再根据牛顿第三定律，行星吸引太阳的力跟太阳吸引行星的力大小相等、性质相同，故引力也应当和太阳的质量M成正比。因此：
写成等式：
二、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。
3、G为引力常量 r 质点 质点间的距离
均匀球体 球心间的距离
2、表达式：
牛顿的思考：
（１）“天上的力”和“人间的力”是同一种力吗？
（２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？
牛顿的猜想：
苹果与月球受到的引力可能是同一种力!
这种力可能都遵从与距离平方成反比的关系。
苹果落地
【讨论】根据下列是当时可以测量的数据，如何证明月亮受力满足“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
计算验证：
计算结果：
三、引力常量的测量——扭秤实验
（1）实验原理： 科学方法——放大法
卡文迪许
卡文迪许实验室
（３）卡文迪许扭称实验的意义
①证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代；
②开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广；
*其中G是一个引力常量。
（1）单位：N m2/kg2
（2）标准值：G=6.67259 x10-11N m2/kg2
常用值：G=6.67 x10-11 N m2/kg2
（3） 注意：与重力的符号区别开来
*对于距离的确定大致可以分为两种情况：
a.若可以看做质点,则为两质点间距.
b.对于不能视为质点,而质量分布均匀的球体,应是两球心间距.
例题1如图所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为（ ）
A、
B、
C、
D、
答案：D
例题2 估算两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力约有多大？
答案：6.67×10-7牛