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1、6.3 万有引力定律授课:胡占相2011.4苹果落地月球为什么能围绕地球做圆周运动？月球为什么能围绕地球做圆周运动？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=6.4106m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那么，通过这些已知条件如何来证那么，通过这些已知条件如何来证明：苹果、月亮的受力也满足明：苹果、月亮的受力也满足“平方反平方反比比”的关系呢？的关系呢？一、月地检验当时已知的一些量：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：
2、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：一、月地检验 牛牛顿顿的的这这一一猜猜想想非非常常大大胆胆，将将天天上上和和人人间间连连接接在在了了一一起起！二、牛顿的智慧二、牛顿的智慧牛顿再度思考：牛顿再度思考：既然太阳行星之间、既然太阳行星之间、地球与月球之间、地球地球与月球之间、地球与物体之间有引力，那与物体之间有引力，那么任何两个有质量的物么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的体间是否也都有这样的引力呢引力呢？二、牛顿的智慧二、牛顿的智慧自然界中任何两个物体都相互吸引，引自然界中任
3、何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。正比，跟它们的距离的平方成反比。G为引力常量，为引力常量，r为两物体的中心距离。为两物体的中心距离。表达式：表达式：三、万有引力定律适用条件适用条件：仅适用于两个适用于两个质点质点或者两个或者两个均匀球均匀球体体之间的相互作用。（两物体为均匀之间的相互作用。（两物体为均匀球体时，球体时，r为两球心间的距离）为两球心间的距离）想一想:如果两个物体不能够看成质点时，要计算它们之间的万有引力又给怎么办呢【思考思考】对于一个十分微小的物理量该采用对于一个十分微小的物理量该采用什么
4、方法测量？什么方法测量？科学方法科学方法放大法放大法卡文迪许卡文迪许卡文迪许扭秤实验卡文迪许扭秤实验引力常量的测量引力常量的测量实验实验思想思想平衡平衡思想思想放大放大思想思想转化转化思想思想对称对称思想思想减小减小干扰干扰实验设实验设计计杠杆平杠杆平衡衡光学放光学放大大扭转形扭转形变变整个装整个装置置玻璃罩玻璃罩具体做具体做法法T T形架形架镜面反镜面反射射线度线度-弧度弧度测测力力-测测力力矩矩 两边对两边对称称真空室真空室了解卡文迪许实验了解卡文迪许实验G值为值为6.6710-11Nm2/kg2G值的物理含义：值的物理含义：两个质量为两个质量为1kg的物体相距的物体相距1m时，它们之时，
5、它们之间万有引力为间万有引力为6.6710-11N 粗略的计算一下两个质量为粗略的计算一下两个质量为粗略的计算一下两个质量为粗略的计算一下两个质量为50kg50kg，相距，相距，相距，相距0.5m0.5m的人的人的人的人之间的引力？之间的引力？之间的引力？之间的引力？一粒芝麻重的几千分之一一粒芝麻重的几千分之一一粒芝麻重的几千分之一一粒芝麻重的几千分之一!课堂小结课堂小结万有引力定律万有引力定律自然界中任何两个物体都相互吸引，引自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。跟它们的距离的平方成反比。（
6、G G 6.67106.671011 11 NmNm2 2kgkg2 2）适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：两个质点两个质点两个质点两个质点 两个质量分布均匀球体两个质量分布均匀球体两个质量分布均匀球体两个质量分布均匀球体1.1.关于万有引力，下列说法中正确得是：关于万有引力，下列说法中正确得是：关于万有引力，下列说法中正确得是：关于万有引力，下列说法中正确得是：()()A.A.万有引力只有在天体之间才体现出来万有引力只有在天体之间才体现出来万有引力只有在天体之间才体现出来万有引力只有在天体之间才体现出来B.B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引一个苹果由于其质量很小，它受到地球
7、的万有引一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎可以忽略力几乎可以忽略力几乎可以忽略力几乎可以忽略C.C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有力万有力万有力万有力D.D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近于地球表面附近于地球表面附近于地球表面附近课堂练习课堂练习D2
8、.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课堂练习课堂练习ABC3.操场两边放着半径为操场两边放着半径为r1、r2，质量分别为，质量分别为m1、m2的篮球和足球，两者的直线间距为的篮球和足球，两者的直
9、线间距为r，这两，这两球间的万有引力大小为（球间的万有引力大小为（d）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课堂练习r4.4.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为，地球表面处物体所受的重力为，地球表面处物体所受的重力为，地球表面处物体所受的重力为mgmg，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下，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，正确的是（列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（列位置所受万有
10、引力大小的说法中，正确的是（列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（）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 课堂练习课堂练习C布置作业思考与练习课外思考如图如图.在一个半径为在一个半径为R R、质量为、质量为M M的的均质球体中，紧贴球的边缘挖去一个半均质球体中，紧贴球的边缘挖去一个半径为径为R/2R/2的球形空穴后，对位于球心和的球形空穴后，对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距空穴中心连线上、与球心相距d d的质量的质量为为m m的质点的作用力为多大？的质点的作用力为多大？dRF1F2F合