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1、太阳与行星太阳与行星(xngxng)间的引力间的引力PPT课件课件PPT课件课件第一页，共28页。行星为什么绕太阳如此和谐而又行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律有规律(gul)地做椭圆运动？地做椭圆运动？第2页/共28页第三页，共28页。伽利略行星的运动是受到了来自行星的运动是受到了来自(li z)(li z)太阳的类似于磁力的太阳的类似于磁力的作用作用 ，与距离成反比。，与距离成反比。行星行星(xngxng)(xngxng)的运动是太阳吸的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。距离的平方成反比。在行星的周围有旋转的物质在行星的周围有旋转的物
2、质(以太以太)作用作用在行星上，使得行星绕太阳在行星上，使得行星绕太阳(tiyng)(tiyng)运运动。动。开普勒笛卡尔胡克一切物体都有合并的趋势。一切物体都有合并的趋势。科学足迹科学足迹第3页/共28页第四页，共28页。科学科学(kxu)(kxu)足迹足迹牛顿(ni dn)(16431727)英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研究的基础上，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念(xnnin)，深入研究，最终发现了万有引力定律。牛顿在1676年给友人的信中写道：如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。第4页/共28页第五页，共28页。建立建立(jinl)(jinl)模型模型太阳行星r
3、太阳行星a第5页/共28页第六页，共28页。建立建立(jinl)(jinl)模型模型太阳行星行星F第6页/共28页第七页，共28页。科学(kxu)探究消去v行星运行速度v容易(rngy)观测？怎么办？消去T讨论第7页/共28页第八页，共28页。科学(kxu)探究关系式中m是受力天体(tint)还是施力天体(tint)的质量？探究(tnji)1:太阳对行星的引力F 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.F行星太太阳阳Fm Mr第8页/共28页第九页，共28页。科学(kxu)探究探究2:行星(xngxng)对太阳的引力FF行星太阳F类比法牛 三太阳对行星的引力跟受
4、力星体的质量(zhling)成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.mMr第9页/共28页第十页，共28页。科学(kxu)探究探究3:太阳(tiyng)与行星间的引力F类比法牛 三牛三G为比例系数，与太阳(tiyng)、行星无关。第10页/共28页第十一页，共28页。课堂课堂(ktng)(ktng)小结小结古人(grn)观点牛顿(ni dn)思考理论演算总结规律建模理想化类比第11页/共28页第十二页，共28页。关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（）A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一(tngy)性质的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力
5、大于行星对太阳的引力 D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比随随堂堂练练习习(li li n nxx)A第12页/共28页第十三页，共28页。第13页/共28页第十四页，共28页。问题问题(wnt)(wnt)：既然是太阳对行星的力使得行星不能飞离太阳，那既然是太阳对行星的力使得行星不能飞离太阳，那么是什么么是什么(shn me)(shn me)力使得地面的物体不能离开地球，力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢？地球上使得树上苹果下落的力，与总要落回地面呢？地球上使得树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力是不是同一种力呢？太阳、地球之间的吸引力是不是同一
6、种力呢？著名(zhmng)的月地检验F地球地球月球r月R地 如果是同一种性质的力，则地球对苹果的力和地球对月球的力都应该满足平方反比关系第14页/共28页第十五页，共28页。当时已知的一些量：地表重力加速度：g=9.8m/s2 地球半径：R=6400103m 月球(yuqi)周期：T=27.3天2.36106s 需要(xyo)验证：？计算结果：月球轨道半径(bnjng)：r 月 60R (R是地球半径(bnjng)）第15页/共28页第十六页，共28页。万有引力(wn yu ynl)定律 1、定律(dngl)表述：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
7、它们的距离的二次方成反比.3、适用条件(tiojin)：（1）可以看成质点的两个物体（2）两个质量分布均匀的物体4、G:引力常量 6.6710-11Nm2/kg2 (1)引力常量适用于任何两个物体 (2)意义：在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力。第16页/共28页第十七页，共28页。万有引力万有引力万有引力万有引力(wn yu ynl)(wn yu ynl)(wn yu ynl)(wn yu ynl)定律的进一步理定律的进一步理定律的进一步理定律的进一步理解解解解 1 1普普普普遍遍遍遍性性性性：万万万万有有有有引引引引力力力力是是是是普普普普遍遍遍遍存存存存在在在在于
8、于于于宇宇宇宇宙宙宙宙中中中中的的的的任任任任何何何何有有有有质质质质量量量量的的的的物物物物体体体体（大大大大到到到到天天天天体体体体小小小小到到到到微微微微观观观观粒粒粒粒子子子子）间间间间的的的的相相相相互互互互吸吸吸吸引引引引力力力力，它它它它是是是是自自自自然然然然界界界界的的的的物体间的基本相互作用之一物体间的基本相互作用之一物体间的基本相互作用之一物体间的基本相互作用之一2 2相相相相互互互互性性性性：两两两两个个个个物物物物体体体体相相相相互互互互作作作作用用用用的的的的引引引引力力力力是是是是一一一一对对对对作作作作用用用用力力力力与与与与反反反反作作作作用用用用力力力力，符
9、合牛顿第三定律符合牛顿第三定律符合牛顿第三定律符合牛顿第三定律3 3宏宏宏宏观观观观性性性性：通通通通常常常常情情情情况况况况下下下下，万万万万有有有有引引引引力力力力非非非非常常常常小小小小，只只只只有有有有(zhyu)(zhyu)在在在在质质质质量量量量巨巨巨巨大大大大的的的的天天天天体体体体间间间间或或或或天天天天体体体体与与与与物物物物体体体体间间间间它它它它的的的的存存存存在在在在才才才才有有有有宏宏宏宏观观观观的的的的物物物物理理理理意意意意义义义义在在在在微微微微观观观观世世世世界界界界中中中中，粒粒粒粒子子子子的的的的质质质质量量量量都都都都非非非非常常常常小小小小，粒粒粒粒子
10、子子子间间间间的的的的万万万万有有有有引引引引力很不显著，万有引力可以忽略不计力很不显著，万有引力可以忽略不计力很不显著，万有引力可以忽略不计力很不显著，万有引力可以忽略不计4、万有引力(wn yu ynl)相对地面静物产生两个效果：重力、随地自转向心力第17页/共28页第十八页，共28页。引力常量的测量引力常量的测量引力常量的测量引力常量的测量(cling)(cling)1.16861.1686年牛顿发现万有引力定律后，年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功法，却没有成功.2.2.其间又有科学家进行引力常量的测其间又有科学家进行引
11、力常量的测量也没有成功量也没有成功.3.3.直到直到17891789年，英国物理学家卡文迪年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，第一次许巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大在实验室里对两个物体间的引力大小小(dxio)(dxio)作了精确的测量和计算，作了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量比较准确地测出了引力常量 第18页/共28页第十九页，共28页。G值的测量(cling)：卡文迪许扭秤实验 第19页/共28页第二十页，共28页。1.1.卡文迪许扭称的测量方法卡文迪许扭称的测量方法卡文迪许扭称的测量方法卡文迪许扭称的测量方法rFrFmmmm第20页/共2
12、8页第二十一页，共28页。扭扭扭扭秤秤秤秤实实实实验验验验的的的的物物物物理理理理思思思思想想想想和和和和科科科科学学学学方方方方法法法法：扭扭扭扭秤秤秤秤装装装装置置置置把把把把微微微微小小小小力力力力转转转转变变变变成成成成力力力力矩矩矩矩来来来来反反反反映映映映，扭扭扭扭转转转转角角角角度度度度又又又又通通通通过过过过光光光光标标标标的的的的移移移移动动动动来反映从而确定来反映从而确定来反映从而确定来反映从而确定(qudng)(qudng)物体间的万有引力物体间的万有引力物体间的万有引力物体间的万有引力 rFrFmmmm第21页/共28页第二十二页，共28页。第22页/共28页第二十三页
13、，共28页。课堂练习：1、下面正确的是（）A.万有引力是普遍存在于宇宙间所有具有质 量的物体之间的相互作用B.重力和引力是两种不同性质的力C.两物体间距离为零时(ln sh)，万有引力将无穷大D.星球之间，r指运行轨道的平均半径 第23页/共28页第二十四页，共28页。2、地球质量约为月球的81倍，在登月飞船通过(tnggu)地球和月球之间引力F地船=F月船的位置时，飞船离月亮中心和地球中心的距离比为（）3、两颗行星的质量(zhling)分别为M,m，他们绕太阳运行的轨道半径分别为R,r，则它们的公转周期之比为（）第24页/共28页第二十五页，共28页。精品(jn pn)课件！第25页/共28页第二十六页，共28页。精品(jn pn)课件！第26页/共28页第二十七页，共28页。4、两行星(xngxng)的运转周期之比是8：1，则它们椭圆轨道的半长轴之比 为（）5、已知两行星绕太阳(tiyng)运动的半长轴 之比为b，它们的公转周期之比 为（）第27页/共28页第二十八页，共28页。