粤教版高一物理必修二3.1 万有引力定律(共24张PPT)

(共24张PPT)
第一节 万有引力定律
一
古人对天体运动的看法及发展过程：
1、地心说：地球是静止的，是宇宙的中心，一切天体围绕地球做匀速圆周运动。它遵循的运动规律与地面上物体的运动规律不同。
代表人物： 托勒玫 、 亚里士多德（古希腊）
2、日心说：太阳是宇宙的中心，静止，地球和其它行星都绕太阳匀速圆周运动。
代表人物：哥白尼、开普勒、伽利略、布鲁诺。
第谷 丹麦天文学家，二十年如一日地对行星的运动进行观察，积累了大量的、精确程度令人吃惊的第一手观察资料，为开普勒三定律的发现奠定了基础。
第谷（丹麦天文学家）
二、
开普勒对行星运动的研究：
开普勒在第谷观测的 基础上，经17年的探索，先后提出了天体运动的规律（开普勒三定律），使日心说有了完善的理论体系。被誉为“创制天空法律者。
第一定律：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。
AO=BO=R为半长轴
CO=DO=r为半短轴
(1609年）
开普勒三大定律
第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
1、相等时间t内，S1=S2=S3
则VA ＞ VB＞VC
（1609年）
2、A、B、C各点的速度方向？
第三定律：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
（1619年）
2R
T
=k
三 万有引力定律
牛顿经过认真的思考，认为地面上物体的自由下落与天空中月亮围绕地球转的道理是相同的，都是由于地球对它们有引力作用。
那么，为什么同时受重力作用，表现出的现象却是一个是苹果落地，一个是月亮围绕地球转动呢？月亮为什么不会象苹果那样落向地面呢？为了说明在重力作用下，为什么月亮不会落向地面而围绕地球做圆周运动，牛顿给我们做了一个理想实验来说明这一问题。
牛顿在前人研究成果的基础上，凭借他超凡的数学能力发现了万有引力定律，比较完美的给出了天体的运动规律。
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
一、定律内容
二、表达式
动画
1.m1、m2是两个物体的质量
2.r是两个物体间的距离：
公式说明：
均匀球体指球心间距离
对于相距很远可看做质点的物体，指质点间的距离
在均匀球体内部所受万有引力为零
3.G为常量，叫引力常量
三、定律适用的条件
万有引力定律适用于计算质点间的引力
G=6.67×10-11N·m2/kg2
在数值上等于两个质量为1kg的物体相距1m时的相互作用力
1798年，英国科学家卡文迪许利用两对大小铅球之间的万有引力对连杆产生的力矩，在实验室中准确的测出万有引力常量 G 值
四、万有引力定律发现的意义
1.第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律
2.使人们建立了信心：人们有能力理解天地间各种事物
五、重力与万有引力的关系
1、地球上的物体
F
F向
G
2、地球的卫星
GM
g= ——
R2
重力就是万有引力
GM
g’= ——
(R+H)2
重力只是万有引力的一个分力，只有在计算要求不高或近似计算时才可以认为重力等于万有引力
例一、求赤道上质量为1kg的物体的重力，向心力和它与地球的万有引力。（赤道上的重力加速度g=9.78m/s2，地球半径R=6400km）
答案：9.78N 　0.034N 9.814N
例二、地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地面球表面的高度为： （ ）
A．（√２　—1）R　　　　　B．R
C．√２ R 　　
D．2R
A
例三、假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p，火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力的加速度g地之比等于[　　 ]
A.p/q2　　 B.pq2
C.p/q　　 D.pq
A
例四、月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/3.8，在距月球表面14m高处，有一质量m=60kg的物体自由下落。
（1 它落到月球表面需要多少时间？
（2 它在月球上的重力和质量跟在地球上是否相同？（已知地球表面的重力加速度g地=9.8 m/s2）
答案：4s 在月球104.4N 地球588N