《黑龙江省穆棱市朝鲜族学校高中物理 第六章万有引力与航天 3 万有引力课件 新人教必修2.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《黑龙江省穆棱市朝鲜族学校高中物理 第六章万有引力与航天 3 万有引力课件 新人教必修2.ppt（27页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、知识回顾太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力古人古人观点观点牛顿牛顿思考思考理论理论演算演算总结总结规律规律建模建模理想化理想化类比类比推导推导2021/8/11 星期三1第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天2021/8/11 星期三2月亮绕地球运行月亮绕地球运行2021/8/11 星期三3跳得再高也会落地跳得再高也会落地2021/8/11 星期三4苹苹果果落落地地2021/8/11 星期三5地球对月球的力，地球对月球的力，地球对地面上物体的力，地球对地面上物体的力，太阳对行星的力，太阳对行星的力，是不是同一种力呢？是不是同一种力呢？牛顿的思考：牛顿的思考：万有引力定律的发现过程万有引力
2、定律的发现过程2021/8/11 星期三6苹果与月亮受到的力苹果与月亮受到的力可能是同一种力可能是同一种力!可能是地球表面的重可能是地球表面的重力延伸到月亮。力延伸到月亮。而且都是类似太阳与而且都是类似太阳与行星间的引力，它们都行星间的引力，它们都应遵从应遵从“与距离的二次与距离的二次方成反比方成反比”的关系。的关系。牛顿的猜想：牛顿的猜想：2021/8/11 星期三7牛顿的智慧：牛顿的智慧：牛顿的这一猜想牛顿的这一猜想非常大胆，将天非常大胆，将天上和人间连接在上和人间连接在了一起！了一起！2021/8/11 星期三8证明：苹果、月亮受力证明：苹果、月亮受力满足满足“平方反比平方反比”的关系的
3、关系 2rMmGF=2rMGa=Fma=牛顿第二定律：牛顿第二定律：2021/8/11 星期三9 当时已知的一些量：当时已知的一些量：地表重力加速度：地表重力加速度：g=9.8m/s2 地球半径：地球半径：R=6400103m 月亮周期：月亮周期：T=27.3天天2.36106s 月亮轨道半径：月亮轨道半径：r 60R？计算验证：计算验证：计算结果：计算结果：2rMGa=2021/8/11 星期三10地球对月球的力，地球对月球的力，地球对地面上物体的力，地球对地面上物体的力，太阳对行星的力，太阳对行星的力，是同一种力是同一种力,且都遵从且都遵从“与距与距离的二次方成反比离的二次方成反比”的关系
4、的关系结论结论2021/8/11 星期三11既然太阳行星间、地球既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都质量的物体间是否也都有这样的引力呢？有这样的引力呢？牛顿的思考：牛顿的思考：2021/8/11 星期三12牛顿的这一大牛顿的这一大胆的推广，充胆的推广，充分体现了牛顿分体现了牛顿非凡的智慧非凡的智慧！牛顿的智慧：牛顿的智慧：2021/8/11 星期三131、内容：、内容：自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都相互吸引，都相互吸引，引力的大小与物体的引力的大小与物体的质量质量m1和和m2的乘积的乘积成成正比正比
5、，与它们之间与它们之间距离距离r的二次方的二次方成成反比反比。(1687年年)2、公式：、公式：引力常量：引力常量：引力常量：引力常量：G=G=?3、条件、条件：两个两个质点质点或两个或两个均质球体均质球体之间的相互作用之间的相互作用r为两质点（球心）间的距离。为两质点（球心）间的距离。2021/8/11 星期三14万有引力定律的验证万有引力定律的验证哈雷彗星回归预测哈雷彗星回归预测哈雷彗星哈雷彗星1682 年年8 月出现月出现 1758 年年12 月月25 日晚回归日晚回归哈雷哈雷2021/8/11 星期三15引力常量的测量引力常量的测量卡文迪许扭称实验卡文迪许扭称实验(1789年年)卡文迪
6、许卡文迪许卡文迪许实验室卡文迪许实验室2021/8/11 星期三16扭秤装置T T形架形架金属丝金属丝平面镜平面镜光源光源刻度尺刻度尺2021/8/11 星期三172021/8/11 星期三181、实验原理：力矩平衡，即引力矩、实验原理：力矩平衡，即引力矩=扭转力矩扭转力矩2、科学方法：、科学方法：放大法放大法3、测定引力常量的意义、测定引力常量的意义物理含义：物理含义：两个质量为两个质量为1kg的物体相距的物体相距1m时，时，它们之间万有引力为它们之间万有引力为6.6710-11 N4、引力常量：、引力常量：G=6.671011 Nm2/kg2两次放大及等效的思想两次放大及等效的思想 ：(1
7、)(1)扭秤装置把微小力转变成力矩来反映扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(2)(2)扭转角度扭转角度(微小形变微小形变)通过光标的移动来反映通过光标的移动来反映A、证明了万有引力的存在、证明了万有引力的存在B、开创了测量弱力的新时代、开创了测量弱力的新时代C、使得万有引力定律有了真正的实用价值、使得万有引力定律有了真正的实用价值(卡文迪许被称为能称出地球质量的人卡文迪许被称为能称出地球质量的人)2021/8/11 星期三19 一粒芝麻重的几千分之一一粒芝麻重的几千分之一!为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？粗略计算粗略计算:两个质量为两个质量为50kg，相距
8、，相距0.5m的物体之间的引力？的物体之间的引力？2021/8/11 星期三20那么那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？已知：太阳的质量为已知：太阳的质量为M=2.01030kg，地球质量为，地球质量为m=6.01024kg，日地之间的距离为，日地之间的距离为R=1.51011mF=GMm/R2=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2=3.51022(N)能拉断直径为能拉断直径为9000km的钢柱的钢柱!太阳对质量为太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到的人，引力很小，不到0.3N我们感受不到太阳的引力我们感受不到太阳的引
9、力2021/8/11 星期三21 (1)(1)万有引力定律的发现万有引力定律的发现,是是1717世纪自然科学最伟大的成果之世纪自然科学最伟大的成果之一一.把地面上物体运动的规律和把地面上物体运动的规律和天体的运动规律统一了起来。天体的运动规律统一了起来。(2)(2)万有引力定律的发现万有引力定律的发现,对以对以后物理学的发展和天文学的发展后物理学的发展和天文学的发展具有深远的影响具有深远的影响,它它第一次揭示第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的了自然界中一种基本相互作用的规律。规律。(3)(3)万有引力定律的发现万有引力定律的发现,解放解放了人们的思想，对科学文化的发了人们的思想，对科学文化
10、的发展起到了积极的推动作用。展起到了积极的推动作用。万有引力的万有引力的意义：意义：2021/8/11 星期三221、内容：、内容：自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都相互吸都相互吸引，引力的大小与物体的引，引力的大小与物体的质量质量m1和和m2的乘积的乘积成成正正比比，与它们之间，与它们之间距离距离r的二次方的二次方成成反比反比。2、公式：、公式：r：质点：质点(球心球心)间的距离间的距离引力常量：引力常量：G=6.671011 Nm2/kg23、条件、条件:质点质点或或均质球体均质球体4、理解、理解:普遍性普遍性、相互性相互性、宏观性宏观性、特殊性特殊性m2m1FFr2021/8/1
11、1 星期三231.要使两物体间的万有引力减小到原来的要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法，下列办法可采用的是（可采用的是（）A.使两个物体质量各减小一半，距离不变使两个物体质量各减小一半，距离不变 B.使其中一个物体的质量减小到原来的使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变，距离不变 C.使两物体的距离增为原来的使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变倍，质量不变 D.距离和两物体质量都减小为原来的距离和两物体质量都减小为原来的1/4课堂练习ABC2021/8/11 星期三242.2.操场两边放着半径为操场两边放着半径为操场两边放着半径为操场两边放着半径为r r1 1、r
12、r2 2，质量分别为，质量分别为，质量分别为，质量分别为mm1 1、mm2 2的篮球和足球，两者的直线间距为的篮球和足球，两者的直线间距为的篮球和足球，两者的直线间距为的篮球和足球，两者的直线间距为r r，这两球间的万，这两球间的万，这两球间的万，这两球间的万有引力大小为（有引力大小为（有引力大小为（有引力大小为（）A.B.A.B.C.D.C.D.无法判断无法判断无法判断无法判断课堂练习Cr2021/8/11 星期三253.3.地球的半径为地球的半径为地球的半径为地球的半径为R R，地球表面处物体所受的重力，地球表面处物体所受的重力，地球表面处物体所受的重力，地球表面处物体所受的重力为为为为m
13、gmg，近似等于物体所受的万有引力。关于物，近似等于物体所受的万有引力。关于物，近似等于物体所受的万有引力。关于物，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（确的是（确的是（确的是（）A.A.离地面高度离地面高度离地面高度离地面高度 R R 处为处为处为处为4mg 4mg B.B.离地面高度离地面高度离地面高度离地面高度 R R 处为处为处为处为 C.C.离地面高度离地面高度离地面高度离地面高度 2R 2R 处为处为处为处为 D.D.离
14、地面高度离地面高度离地面高度离地面高度 处为处为处为处为4mg4mg 课堂练习C2021/8/11 星期三26如下图所示，在半径如下图所示，在半径R20cm、质量、质量M168kg的的均匀铜球中，挖去一球形空穴，空穴的半径为要，均匀铜球中，挖去一球形空穴，空穴的半径为要，并且跟铜球相切，在铜球外有一质量并且跟铜球相切，在铜球外有一质量m1kg、体、体积可忽略不计的小球，这个小球位于连接铜球球心积可忽略不计的小球，这个小球位于连接铜球球心跟空穴中心的直线上，并且在空穴一边，两球心相跟空穴中心的直线上，并且在空穴一边，两球心相距是距是d2m，试求它们之间的相互吸引力，试求它们之间的相互吸引力特殊问题的处理方法特殊问题的处理方法F1FF22.41109NF22021/8/11 星期三27