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1、复习：开普勒三大定律 1.所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个公共焦点上。2.行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的面积。3.所有行星轨道的半长轴的立方与公转周期的平方的比值相等FFk k 的大小与行星无关，只与中心天体（太阳）质量有关。的大小与行星无关，只与中心天体（太阳）质量有关。开普勒解决了-行星的运动规律未解决-行星为什么而运动35.2 舞台剧舞台剧万有引力万有引力定律怎样发现的定律怎样发现的4多数人：多数人：一、行星为什么这样运动一、行星为什么这样运动?行星作圆周运动是无需动因的行星作圆周运动是无需动因的.物理大师们呢物理大师们呢？5一切物体都有合并的趋势
2、，这种一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动趋势导致物体做圆周运动.伽利略伽利略（意大利）（意大利）(1564-1642)行星为什么这样运动行星为什么这样运动?6行星绕太阳运动一定是受到了来自行星绕太阳运动一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用太阳的类似于磁力的作用.行星为什么这样运动行星为什么这样运动?吉尔伯特（英国）吉尔伯特（英国）7行星绕太阳运动一定是受到了来自行星绕太阳运动一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用太阳的类似于磁力的作用.行星为什么这样运动行星为什么这样运动?开普勒开普勒（德国）（德国）(1571-1630)8行星运动是因为行星的周围有旋转行星运动是因为行星的周
3、围有旋转的物质（以太）作用在行星上的物质（以太）作用在行星上.行星为什么这样运动行星为什么这样运动?笛卡儿笛卡儿（法国）（法国）(1596-1650)9行星围绕太阳运动是因为受到了太阳行星围绕太阳运动是因为受到了太阳对它的引力，提出如果行星的轨道是对它的引力，提出如果行星的轨道是圆形的，它所受的引力大小跟行星到圆形的，它所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比太阳的距离的二次方成反比.行星为什么这样运动行星为什么这样运动?布利奥、胡克等人布利奥、胡克等人 1.解决引力问题存在三大困难：解决引力问题存在三大困难：困难之一：无数学工具解决变化的困难之一：无数学工具解决变化的 运动问题运动问题
4、困难之二：缺乏理论工具计算天体各部分对行星产生的力的困难之二：缺乏理论工具计算天体各部分对行星产生的力的 困难之三：众多天体的引力困难之三：众多天体的引力 的问题无法解决的问题无法解决2牛顿对问题的解决方法：牛顿对问题的解决方法：(1)牛顿利用他发明的牛顿利用他发明的 方法，越过了变速运动的障碍方法，越过了变速运动的障碍(2)运用模型方法，提出了运用模型方法，提出了 的概念，并通过微积分运算的论证，的概念，并通过微积分运算的论证，把庞大天体的质量集中于球心把庞大天体的质量集中于球心(3)撇开其他天体的作用不计，只考虑撇开其他天体的作用不计，只考虑 的作用的作用曲线曲线总效果总效果相互干扰相互干
5、扰微积分微积分质点质点太阳对行星太阳对行星返回返回二、站在巨人肩膀上的牛顿11三、万有引力定律三、万有引力定律 1、内容：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引、内容：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比距离的二次方成反比.站在了巨人肩膀上的牛顿，于站在了巨人肩膀上的牛顿，于1687年正式发年正式发表了万有引力定律表了万有引力定律.2引力常量引力常量G6.671011 Nm2/kg2(1)引力常量由卡文迪许在实验室测量得出。引力常量由卡文迪许在实验室测量得出。(2)意义：在数值上
6、等于两个质量都是意义：在数值上等于两个质量都是1kg的物的物体相距体相距1m时的相互作用力。时的相互作用力。123、公式适用条件：、公式适用条件：万有引力只适用于质点间引力大小的计算，万有引力只适用于质点间引力大小的计算，当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用万有引力计时，物体可看成质点，直接使用万有引力计算。算。当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可由公式直接计算，但式中的的引力也可由公式直接计算，但式中的r是两是两球心间的距离。球心间的距离。当研究物体不能看成质点时，可把物体假
7、想当研究物体不能看成质点时，可把物体假想分割成无数个质点，求出一个物体上每个质分割成无数个质点，求出一个物体上每个质点与另一物体上每一个质点的万有引力然后点与另一物体上每一个质点的万有引力然后求合力求合力。134 4、万有引力定律的特点、万有引力定律的特点 1普普遍遍性性：万万有有引引力力是是普普遍遍存存在在于于宇宇宙宙中中的的任任何何有有质质量量的的物物体体（大大到到天天体体小小到到微微观观粒粒子子）间间的的相相互互吸吸引引力力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一它是自然界的物体间的基本相互作用之一2相相互互性性：两两个个物物体体相相互互作作用用的的引引力力是是一一对对作作用用力力与与反反
8、作用力，符合牛顿第三定律作用力，符合牛顿第三定律3宏宏观观性性：通通常常情情况况下下，万万有有引引力力非非常常小小，只只有有在在质质量量巨巨大大的的天天体体间间或或天天体体与与物物体体间间它它的的存存在在才才有有宏宏观观的的物物理理意意义义在在微微观观世世界界中中，粒粒子子的的质质量量都都非非常常小小，粒粒子子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计145.测定引力常量的重要意义测定引力常量的重要意义1证明了万有引力的存在证明了万有引力的存在2“开开创创了了测测量量弱弱力力的的新新时时代代”（英英国国物物理理学学家玻印廷语）家玻印廷语）3使使得得万万
9、有有引引力力定定律律有有了了真真正正的的实实用用价价值值，可可测测定定远远离离地地球球的的一一些些天天体体的的质质量量、平平均均密密度度等等如如根根据据地地球球表表面面的的重重力力加加速速度度可可以以测测定定地地球球的的质量质量一、一、对万有引力定律的理解对万有引力定律的理解当堂检测当堂检测例例1 1对对于于质质量量为为m1和和质质量量为为m2的的两两个个物物体体间间的的万万有有引引力力的的表表达达式式 ，下下列说法正确的是列说法正确的是()A公公式式中中的的G是是引引力力常常量量，它它是是由由实实验验得出的，而不是人为规定的得出的，而不是人为规定的B当当两两物物体体间间的的距距离离r趋趋于于
10、零零时时，万万有有引力趋于无穷大引力趋于无穷大Cm1和和m2所所受受引引力力大大小小总总是是相相等等的的，而而与与m1、m2是否相等无关是否相等无关D两两个个物物体体间间的的引引力力总总是是大大小小相相等等、方方向向相相反反的的，是一对平衡力是一对平衡力AC引力常量引力常量G扭秤实验测定扭秤实验测定物体不能视为质点物体不能视为质点万有引力定律万有引力定律不成立不成立作用力和反作用力作用力和反作用力等大反向等大反向返回返回二、二、万有引力定律的应用万有引力定律的应用 例例2.最近几十年，人们对探测火星十最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后曾发射过许多探测器分感兴趣，先后曾发射过许多探测器.
11、称称为为“火星探路者火星探路者”的火星探测器曾于的火星探测器曾于1997年登上火星年登上火星.2004年，又有年，又有“勇气勇气”号和号和“机遇机遇”号探测器登上火星号探测器登上火星.已知地已知地球质量约是火星质量的球质量约是火星质量的9.3倍，地球直径倍，地球直径约是火星直径的约是火星直径的1.9倍倍.探测器在地球表面探测器在地球表面和火星表面所受引力的比值是多少？和火星表面所受引力的比值是多少？课堂要点小结课堂要点小结万万有有引引力力定定律律发现过程发现过程万有引力定律万有引力定律万有引力的特点万有引力的特点引力常量引力常量内容内容表达式：表达式：测定人：英国物理学家卡文迪许测定人：英国物理学家卡文迪许大小：大小：G6.671011 Nm2/kg2普遍性普遍性相互性相互性宏观性宏观性返回返回