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1、万有引力定律（第一课时）导入新课问题的提出：开普勒发现行星运动规律后，人们开始更深入地思考：是什么原因使行星绕太阳运动？在历史上，科学家们都提出过自己的解释：伽利略：一切物体都有合并趋势，这种趋势导致物体做圆伽利略：一切物体都有合并趋势，这种趋势导致物体做圆周运动周运动胡克、哈雷：受到了太阳对它的引力，证明了如果行星胡克、哈雷：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离的二次方成反比开普勒：受到了来自太阳的开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力类似于磁力的作用的作用牛顿：牛顿：利用他的运动定
2、律把行星的向心加速度与太阳对利用他的运动定律把行星的向心加速度与太阳对它的引力联系起来了。它的引力联系起来了。论证了行星必定受到太阳对它的引力论证了行星必定受到太阳对它的引力把行星沿椭圆轨道运行简化为圆周运动把行星沿椭圆轨道运行简化为圆周运动一、行星与太阳间的引力1 1模型简化：行星以太阳为圆心做模型简化：行星以太阳为圆心做 ，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的动的 。2 2太阳对行星的引力：引力提供行星做匀速圆周运动的向太阳对行星的引力：引力提供行星做匀速圆周运动的向心力，设行星的质量为心力，设行星的质量为m m，行星与太阳的距离为，行星与太阳
3、的距离为r r，则：，则：天文观测可以测得行星公转的周期天文观测可以测得行星公转的周期T T和太阳与行星间的距和太阳与行星间的距离离r r，则：，则：根据上述公式，能得出什么结论？太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。根据牛顿第三定律，你觉得行星对太阳的引力又与什么有关？太阳与行星间的引力呢？G是比例系数练习练习1 1、（多选）下列说法正确的是、（多选）下列说法正确的是()A A在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 ，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的这个关系式实际上是牛顿第二定
4、律，是可以在实验室中得到验证的B B在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 ，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义式得来的式得来的C C在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 ，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的D D在探究太阳与行星间引力的时候，牛顿认为太阳对行星的引力在探究太阳与行星间引力的时候，牛顿认为太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力
5、大于行星对太阳的引力二、月-地检验 地球绕太阳运动，月地球绕太阳运动，月球绕地球运动，他们之间的作用力是球绕地球运动，他们之间的作用力是同种性质的力吗？这种力与地球对树上的苹果的吸引力也是同同种性质的力吗？这种力与地球对树上的苹果的吸引力也是同种性质的力吗？种性质的力吗？假设地球与月球间的作用力，地球对苹果的吸引力与太阳与行星间的作用力是同种性质的力，那么应该满足什么关系？月球绕地球做圆周运动的向心加速度与苹果的自由落体加速度之比为多少？二、月二、月-地检验地检验地地月和太月和太行的力是同种性质行的力是同种性质地地月月：地地苹的力也是同种性质的力苹的力也是同种性质的力地地苹苹：牛顿第二定律牛顿
6、第二定律如何进行如何进行验证？验证？苹果自由落体加速度苹果自由落体加速度a a苹苹g g9.8 m/s9.8 m/s2 2.月球中心距地球中心的距离月球中心距地球中心的距离r r3.8103.8108 8 m.m.月球公转周期月球公转周期T T27.3 d2.361027.3 d2.36106 6 s s能够得出什么结论？能够得出什么结论？地地面面物物体体所所受受地地球球的的引引力力、月月球球所所受受地地球球的的引引力力，与与太太阳阳、行行星星间间的的引力，遵从引力，遵从相同相同的规律的规律.思想更解放推广到宇宙间一切物体之间1 1内容：自然界中任何两个物体都内容：自然界中任何两个物体都 ，引
7、力的，引力的方向在它们的方向在它们的 ，引力的大小与物体的质量，引力的大小与物体的质量m m1 1和和m m2 2的的 成正比、与它们之间距离成正比、与它们之间距离r r的的 成反比。成反比。2 2表达式：表达式：式中，质量的单位用式中，质量的单位用 ，距离的单位用距离的单位用 ，力的单位用，力的单位用 。3 3引力常量：引力常量：式中式中G G叫作引力常量，大小为叫作引力常量，大小为6.67106.67101111NmNm2 2/kg/kg2 2，它是由英国科学家，它是由英国科学家 在实在实验室里用验室里用“扭秤实验扭秤实验”首先测出的，该实验同时也验证了万有引力首先测出的，该实验同时也验证
8、了万有引力定律。定律。万有引力定律万有引力定律对万有引力定律的理解：1.普遍性：它存在于宇宙中任何客观存在的两个物体之间。普遍性：它存在于宇宙中任何客观存在的两个物体之间。2.2.相互性：任何两物体间的相互引力，都是一对作用力和反作用力，合牛顿相互性：任何两物体间的相互引力，都是一对作用力和反作用力，合牛顿第三定律。第三定律。3.3.宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与天体附近的物体间，它的作用才有实际的物理意义。体与天体附近的物体间，它的作用才有实际的物理意义。4.4.独立性：万有引力的大小只与它们的
9、质量和距离有关，与其他的因素均独立性：万有引力的大小只与它们的质量和距离有关，与其他的因素均无关。不管它们之间是否还有其他作用力。无关。不管它们之间是否还有其他作用力。3.一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间，r为球心到质点的距离.万有引力公式的适用条件1.两个质点间.2.两个质量分布均匀的球体间，其中r为两个球心间的距离.巩固练习1 1.(多选多选)在探究太阳与行星间的引力的思考中在探究太阳与行星间的引力的思考中,属于牛顿的猜属于牛顿的猜想的是想的是()A.A.行星运动的轨道是一个椭圆行星运动的轨道是一个椭圆B.B.行星运动的半行星运动的半径越大径越大,其做圆周运动的运动周期越小其做圆周运
10、动的运动周期越小C.C.使行星沿圆轨道运动使行星沿圆轨道运动,需要一个指向圆心的力需要一个指向圆心的力,这个力就是太阳对行星的吸引力这个力就是太阳对行星的吸引力D.D.任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力引力4 4、如图所示、如图所示,两个半径分别为两个半径分别为r r1 1=0 0.40 m,40 m,r r2 2=0 0.60 m,60 m,质量分布均质量分布均匀的实心球质量分别为匀的实心球质量分别为m m1 1=4 4.0 kg0 kg、m m2 2=1 1.0 kg,0 kg,两球间距离两球间距离r r0 0=2 2.0 m,0 m,则两球间的相互引力的大小为则两球间的相互引力的大小为(G=G=6 6.67671010-1111 NmNm2 2/kgkg2 2)()()A.6)A.6.67671010-1111 N N B.B.大于大于6 6.67671010-1111 N N C.C.小于小于6 6.67671010-1111 N N D.D.不能确定不能确定5 5、设想把质量为、设想把质量为m m的物体放在地球的中心的物体放在地球的中心,地球质量地球质量为为M M、半径为、半径为R R,则物体与地球间的万有引力为则物体与地球间的万有引力为()A.A.零零 B.B.无穷大无穷大