高中物理必修二 万有引力定律课件26张PTT

3.2 万有引力定律
行星总是绕太阳公转而没有离开太阳
月球总是绕地球公转而没有离开地球
人造卫星总是绕地球运动
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？
*
合并趋势
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
伽利略
会不会是所有物体都有合并趋势。。。。
一、万有引力的猜想

开普勒、吉尔伯特：行星是依靠从太阳发出的磁力运行的，这是早期的引力思想。

开普勒1571－1630
笛卡尔：“旋涡”假设，宇宙空间存在一种不可见流质“以太”，形成旋涡，带动行星运动。
笛卡尔1596-1660
深入探究：
许多科学家从开普勒定律可知，行星运动时所受的引力与距离的平方成反比，但是当时人们不知道这种引力能否使行星按椭圆轨道运动。
牛顿在前人的基础上，凭借他超人的数学能力证明了：如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆；还指出了引力当与行星质量成正比。
二.牛顿万有引力定律的得出
设太阳的质量为M，行星的质量为m，
运动速率为v，相距为r.
M
m
*
三、万有引力定律
1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比.
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/kg2
m1
m2
F
F’
r
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
④ 特殊性：两个物体间的万有引力和物体所在的空间及其他物体存在无关。
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(1) 理想情况：两个质点间引力大小的计算
4. 公式 的适用条件
(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
r 为两质点间的距离
r
F
m2
m1
F?
F
r
M
m
F?
r 为两天体中心的距离
*
(3) 质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中于球心。
F
r
O
r
F
F?
r 为物体到地心的距离
r 为两球心间的距离
（4）一个均匀球体和质点间的引力计算
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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
m1
m2
F
F’
r
r 为两质点间的距离
r为两天体中心的距离
*
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
*
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
*
例题：如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别为m1、 m2，则两球间的万有引力大小为（ ）
A.
B.
C.
D.
*
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.
四、万有引力定律的检验---引力常量G的测量实验
（1）实验原理：


(2)实验方法——放大法
卡文迪许
力矩平衡，即引力矩=扭转力矩
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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
r
F
r
F
m
m?
m
m?
引力常量G的测量实验
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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
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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。
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A、公式中G为引力常量，它是由实验测得的， 而不是人为规定的。
B、当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大。
C、m1与m2受到的引力总是大小相等的，与m1、m2是否相等无关。
D、m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力。
1、对于万有引力定律的表达式F=G
下面说法中正确的是（）
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课堂小结
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通过本节课的学习，我们掌握了万有引力定律得出的思路和过程，学习了万有引力定律的表达式及适用条件。
学习了万有引力定律后我们可利用万有引力定律求任意两个物体之间的引力。
学习了引力常量的测定方法及引力常量G的数值：G＝6.67×10－11 N·m2/kg2。
万有引力与重力
知识拓展
F向
G
向心力
万有引力F引
重力G=mg
m
R
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② 在两极：
① 在赤道：
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