7.2万有引力定律 课件 （22张PPT）
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律 课件 （22张PPT） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-05-05 16:44:26 | ||
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文档简介
复习回顾：开普勒三定律
◆开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。
行星轨道
焦点
太阳
焦点
●
复习回顾：开普勒三定律
◆开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。
行星轨道
◆开普勒第二定律（面积定律）
太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。
焦点
太阳
●
复习回顾：开普勒三定律
◆开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。
◆开普勒第二定律（面积定律）
太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。
◆开普勒第三定律（周期定律）
所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比。
即有: R3/T2=k
注意:k的大小与行星无关，
或:R13：R23=T12：T22
只与中心天体有关。
短轴
长轴
在运用开普勒定律时注意：
▲定律不仅适用于行星，也适用于卫星。只不过比值R3/T2=k′大小由行星决定。
▲行星轨道都是椭圆，但与圆很近似，故计算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨道的圆心处。
开普勒定律的得出为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础
万有引力定律
Law of Universal Gravitation
__________________ _______________________
对于行星是怎样运动的问题了解清楚之后，人们便开始更深入地思考行星“为什么这样运动”的问题
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．
在行星的周围有旋转的物质作用在行星上，使得行星绕太阳运动．
胡克
哈雷等：
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．
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．
开普勒：
受到了来自太阳的类似于磁力的作用．
笛卡儿（法）：
一、关于行星运动的各种动力学解释
牛顿在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆的并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
1.内容：
2.数学表达式：
Gm1m2
F=
r
2
单位：质量m（kg）；距离r（m）;力F（N）
G：是引力常量
自然界中任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比。
二 万有引力定律
其值为6.67259×10-11N·m2/kg2
3.公式适用条件
1）严格讲，只适用于质点间的引力计算
2）特别地，当两物体是质量分布均匀的球体，又不能看作质点时，它们间的引力计算时，r取球心间距离。
3）当研究物体不能看作质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出每个质点受到的引力，然后求合力。
二 万有引力定律
如两质量分布均匀的球体：
重心
重心
m1
m2
L
无论球体的大小相对于L大小不能忽略也好，
可以忽略也罢，它们的万有引力大小都可以用
F引= Gm1m2/L2 求解。
二 万有引力定律
4.万有引力定律的理解
(1)万有引力存在于任何两个物体之间。
(2)万有引力定律中的距离r，其含义是两个质点间的距离。
(3)万有引力是因为物体有质量而产生的引力。
二 万有引力定律
下面我们粗略的来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？
6.67×10-7N是一粒芝麻重的几万分之一，这么小的
力人根本无法察觉到。
为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？？
那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为
m=6.0×1024kg，日地之间的距离为r=1.5×1011m
F=GMm/r2
3.5×1022N非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。
=3.5×1022(N)
而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N。
当然我们感受不到太阳的引力。
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2
17世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。
在文化发展史上的重大意义：使人们建立了有能力理解天地间的各种事物的信心，解放了人们的思想，在科学文化的发展史上起了积极的推动作用。
5.发现万有引力定律的意义
二 万有引力定律
卡文迪许
1731-1810
1789年，英国物理学家卡文迪许（H.Cavendish）利用扭秤，成功地测出了引力常量G的数值，证明了万有引力定律的正确。
卡文迪许解决问题的思路是，将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系算出微小的变化量。
三引力常量的测定
扭秤装置
T形架
石英丝
平面镜
光源
刻度尺
三引力常量的测定
扭秤实验的测量结果
三引力常量的测定
将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。
放大的思想方法
三引力常量的测定
引力常量的测定意义
它不仅用实验证明了万有引力的存在,更使得万有引力有了真正的实用价值.
开创了测量弱力的新时代
卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”
问:卡文迪许是如何称出地球质量的?
三引力常量的测定
地球质量的测量
6.0×1024kg
物体的质量是m,重力是mg，当它在距离地面高度为地球半径2倍高空时
1）物体的质量是多少
2）物体的重力是多少
1）m 2)mg/9
◆开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。
行星轨道
焦点
太阳
焦点
●
复习回顾：开普勒三定律
◆开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。
行星轨道
◆开普勒第二定律（面积定律）
太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。
焦点
太阳
●
复习回顾：开普勒三定律
◆开普勒第一定律（轨道定律）
所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的其中一个焦点上。
◆开普勒第二定律（面积定律）
太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。即近日点速率最大，远日点速率最小。
◆开普勒第三定律（周期定律）
所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与周期的平方成正比。
即有: R3/T2=k
注意:k的大小与行星无关，
或:R13：R23=T12：T22
只与中心天体有关。
短轴
长轴
在运用开普勒定律时注意：
▲定律不仅适用于行星，也适用于卫星。只不过比值R3/T2=k′大小由行星决定。
▲行星轨道都是椭圆，但与圆很近似，故计算时可以认为是匀速圆周运动，太阳处在圆周轨道的圆心处。
开普勒定律的得出为牛顿发现万有引力定律打下了坚实的基础
万有引力定律
Law of Universal Gravitation
__________________ _______________________
对于行星是怎样运动的问题了解清楚之后，人们便开始更深入地思考行星“为什么这样运动”的问题
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．
在行星的周围有旋转的物质作用在行星上，使得行星绕太阳运动．
胡克
哈雷等：
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．
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．
开普勒：
受到了来自太阳的类似于磁力的作用．
笛卡儿（法）：
一、关于行星运动的各种动力学解释
牛顿在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆的并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
1.内容：
2.数学表达式：
Gm1m2
F=
r
2
单位：质量m（kg）；距离r（m）;力F（N）
G：是引力常量
自然界中任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比。
二 万有引力定律
其值为6.67259×10-11N·m2/kg2
3.公式适用条件
1）严格讲，只适用于质点间的引力计算
2）特别地，当两物体是质量分布均匀的球体，又不能看作质点时，它们间的引力计算时，r取球心间距离。
3）当研究物体不能看作质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出每个质点受到的引力，然后求合力。
二 万有引力定律
如两质量分布均匀的球体：
重心
重心
m1
m2
L
无论球体的大小相对于L大小不能忽略也好，
可以忽略也罢，它们的万有引力大小都可以用
F引= Gm1m2/L2 求解。
二 万有引力定律
4.万有引力定律的理解
(1)万有引力存在于任何两个物体之间。
(2)万有引力定律中的距离r，其含义是两个质点间的距离。
(3)万有引力是因为物体有质量而产生的引力。
二 万有引力定律
下面我们粗略的来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？
6.67×10-7N是一粒芝麻重的几万分之一，这么小的
力人根本无法察觉到。
为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？？
那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为
m=6.0×1024kg，日地之间的距离为r=1.5×1011m
F=GMm/r2
3.5×1022N非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。
=3.5×1022(N)
而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N。
当然我们感受不到太阳的引力。
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2
17世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。
在文化发展史上的重大意义：使人们建立了有能力理解天地间的各种事物的信心，解放了人们的思想，在科学文化的发展史上起了积极的推动作用。
5.发现万有引力定律的意义
二 万有引力定律
卡文迪许
1731-1810
1789年，英国物理学家卡文迪许（H.Cavendish）利用扭秤，成功地测出了引力常量G的数值，证明了万有引力定律的正确。
卡文迪许解决问题的思路是，将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系算出微小的变化量。
三引力常量的测定
扭秤装置
T形架
石英丝
平面镜
光源
刻度尺
三引力常量的测定
扭秤实验的测量结果
三引力常量的测定
将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。
放大的思想方法
三引力常量的测定
引力常量的测定意义
它不仅用实验证明了万有引力的存在,更使得万有引力有了真正的实用价值.
开创了测量弱力的新时代
卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”
问:卡文迪许是如何称出地球质量的?
三引力常量的测定
地球质量的测量
6.0×1024kg
物体的质量是m,重力是mg，当它在距离地面高度为地球半径2倍高空时
1）物体的质量是多少
2）物体的重力是多少
1）m 2)mg/9