7.2 万有引力定律 课件—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册29张PPT

(共29张PPT)
7.2
万有引力定律
开普勒定律发现之后，人们开始更深入地思考：是什么原因使行星绕太阳运动？历史上科学家们的探索之路充满艰辛。伽利略、开普勒及笛卡儿都提出过自己的解释。牛顿时代的科学家，如胡克和哈雷等对此作出了重要的贡献。胡克等人认为，行星绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力，甚至证明了如果行星的轨道是圆形的，它所受引力的大小跟行星到太阳距离的二次方成反比。但是由于关于运动和力的清晰概念是由牛顿建立的，当时没有这些概念，因此他们无法深入研究。
一、行星与太阳间的引力
（一）太阳对行星的引力
（二）行星对太阳的引力
二、月—地检验
地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用
力是同一种性质的力吗？这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗（图
7.2-2）？
三、万有引力定律
我们的思想还可以更解放。既然太阳与行星之间、地
球与月球之间，以及地球与地面物体之间具有“与两个物
体的质量成正比、与它们之间距离的二次方成反比”的吸
引力，是否任意两个物体之间都有这样的力呢？很可能有，
只是由于身边物体的质量比天体的质量小得多，不易觉察
罢了。于是我们大胆地把以上结论推广到宇宙中的一切物
体之间
：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量
m
1
和
m
2
的乘积成正比、与它们之间距离
r
的二次方成反比，即
式中质量的单位用千克（kg），距离的单位用米（m），力的单位用牛（N）。G
是比例系数，叫作引力常量（gravitationalconstant），适用于任何两个物体。
（一）万有引力定律
万有引力定律明确地向人们宣告，天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则；它向人们揭示，复杂运动的后面可能隐藏着简洁的科学规律，正是这种对简洁性的追求启迪科学家不断探索物理理论的统一。
（二）对万有引力定律的理解
4、发现万有引力定律的重大意义：
它把地面上的运动和天体运动的规律统一起来，第一次揭示了自然界中一种基本的相互作用力，使人们树立了认识并支配宇宙自然规律的信心，解放了思想．
特别提醒：
(1)求地球对其周围物体万有引力的大小，r是物体到地心的距离，而不是到地面的高度
(2)对于两个不能看成质点的物体间的万有引力，不能直接用万有引力公式求解，但万有引力定律仍然适用．
(3)任何有质量的物体间都存在万有引力，一般情况下，分析问题时，只考虑天体间或天体对放入其上的物体的万有引力，质量较小的物体间引力忽略不计.
四、引力常量
牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但却无法算出两个天体之间万有引力的大小，因为他不知道引力常量
G
的值。
一百多年以后，英国物理学家卡文迪什在实验室里通过
测量几个铅球之间的万有引力，比较准确地得出了
G
的数值。目前推荐的标准值
G
＝
6.672
59×10-11
N·m2
/kg2
，通常取G＝6.67×
10-11N·m2
/kg2。
引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。卡文迪什在对一些物体间的引力进行测量并算出引力常量G
以后，又测量了多种物体间的引力，所得结果与利用引力常量
G
按万有引力定律计算所得的结果相同。引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。
应用一：万有引力与重力
应用二：地球重力加速度g及其计算
课堂练习