資源簡介

(共29張PPT)
7.2
萬有引力定律
開普勒第一定律——軌道定律
所有行星都分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動，太陽是在這些橢圓的一個焦點上;
對每個行星來說，行星和太陽的連線在相等的時間內掃過的面積相等;
開普勒第三定律——周期定律
所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比相等。
太陽
行星
b
a
開普勒第二定律——面積定律
各行星都圍繞著太陽運行，說明太陽與行星之間的引力是使行星如此運動的主要原因。引力的大小和方向能確定嗎?
行星的運動是受到了來自太陽的類似于磁力的作用
，與距離成反比。
行星的運動是太陽吸引的緣故，并且
力的大小與到太陽距離的平方成反比。
在行星的周圍有旋轉的物質(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運動。
開普勒
笛卡爾
一切物體都有合并的趨勢。
伽利略
胡克
牛頓
(1643—1727)
英國著名的物理學家
當年牛頓在前人研究的基礎上，憑借其超凡的數學能力和堅定的信念，深入研究，最終發現了萬有引力定律。
牛頓在1676年給友人的信中寫道：
如果說我看的比別人更遠，那是因為我站在巨人的肩膀上。
一、太陽與行星之間的引力
設行星的質量為
m，速度為
v，行星到太陽的距離為
r，則行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力由太陽對行星的引力來提供
天文觀測難以直接得到行星的速度
v，但可以得到行星的公轉周期
T
代入得
根據開普勒第三定律
所以
太陽對行星的引力
太陽對不同行星的引力，與行星的質量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比。
根據牛頓第三定律，行星對太陽引力
F?
應滿足
F
F?
行星
太陽
M
m
概括起來
1.表達式：
2.方向：沿著太陽和行星的連線
3.G為比例系數，與太陽、行星的質量無關。
為什么月球不會飛離地球呢？
月球和地球之間存在引力
這些力是同一種性質的力，并且都遵從與距離的平方成反比的規律。
當然這僅僅是猜想，還需要事實來檢驗！
檢驗目的：
地球和月球之間的吸引力是否與地球吸引蘋果的力為同一種力．
檢驗原理：
二、月—地檢驗
R
r
“月——地”檢驗示意圖
根據牛頓第二定律，知：
行星繞太陽公轉的向心力是太陽對行星的引力
一切物體間都存在引力
衛星繞行星公轉的向心力是行星對衛星的引力
地面上物體所受重力來自地球對物體的引力
2、表達式：
1、內容：
自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質量m1和m2的乘積成正比，與他們之間距離r的二次方成反比。
注：G是比例系數，叫做引力常量，適用于任何兩個物體；
G在數值上等于兩個質量都是1kg的物體相距1m時的相互作用力．
三、萬有引力定律
3、理解：
（1）普遍性：萬有引力存在于任何兩個物體之間；
（2）相互性：作用力和反作用力；
（3）宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質量巨大的天體間或
天體與天體附近的物體間，它的作用才有實際的物理意義。
（4）獨立性：兩個物體間的萬有引力與物體所在空間和其他物體無關；
（5）適用范圍：只適用于兩個質點間的引力。
a）兩個質點間的相互作用;
b）可以看作質點的兩個物體間的相互作用;
c）若是兩個均勻的球體,應是兩球心間的距離.
m1
m2
r
CONTONTS
四、引力常量
牛頓得出了萬有引力與物體質量及它們之間距離的關系，但無法算出兩個物體之間萬有引力的大小，因為他不知道引力常量G的值。
1687年牛頓發現萬有引力定律后，曾經設想過幾種測定引力常量的方法，卻沒有成功.
其間又有科學家進行引力常量的測量也沒有成功.
直到1798年，英國物理學家卡文迪什巧妙地利用了扭秤裝置，第一次在實驗室里對兩個物體間的引力大小作了精確的測量和計算，比較準確地測出了引力常量．
CONTONTS
亨利·卡文迪什
卡文迪什實驗室
CONTONTS
r
F
r
F
m
m?
m
m?
CONTONTS
1、實驗數據：
G
=
6.67×10-11
N·m2/kg2
CONTONTS
CONTONTS
兩次放大及等效的思想
1.扭秤裝置把微小力通過杠桿旋轉明顯反映出來（一次放大）；
2.扭轉角度（微小形變）通過光標的移動來反映（二次放大），從而確定物體間的萬有引力。
實驗意義：
①證明了萬有引力的存在，使萬有引力定律進入了真正實用的時代；
②開創了微小量測量的先河，使科學放大思想得到推廣；
下列關于太陽對行星的引力的說法中正確的是（
）
A、太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力
B、太陽對行星的引力大小與太陽的質量成正比
C、太陽對行星的引力與行星的質量無關
D、太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力
AB
對于萬有引力定律的表達式，下面說法中正確的是（　）
A.
公式中G為引力常量，它不是由實驗測得的，而是人為規定的
B.
當兩物體表面距離r趨于零時，萬有引力趨于無窮大
C.
m1、m2受到彼此的引力總是大小相等的，而與m1、m2是否相等無關
D.
m1、m2受到彼此的引力總是大小相等、方向相反的，是一對平衡力
C
如圖所示，r
雖然大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質量分布均勻，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為
(
)
r1
r
r2
D
要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法可采用的是（
）
A.
使兩個物體質量各減小一半，距離不變
B.
使其中一個物體的質量減小到原來的1/4，距離不變
C.
使兩物體的距離增為原來的2倍，質量不變
D.
兩物體的距離和兩物體質量都減小為原來的1/4
ABC
如圖所示，一個質量分布均勻的半徑為R的球體對球外質點P的萬有引力為F。如果在球體中央挖去半徑為r的一部分球體，且r=
，則球體剩余部分對質點P的萬有引力變為（　　）
A.
B.
C.
D.
C
【解析】利用填補法來分析此題。原來物體間的萬有引力為F，挖去的半徑為的球體的質量為原來球體質量的，其他條件不變，所以挖去的球體對質點P的萬有引力為，故剩余部分對質點P的萬有引力為F-=。

展開更多......

收起↑