1、进 入退 出3 3 3 3万有引力定律 1666年夏末一个温暖的傍晚，一个年轻人坐在一颗树下，开始埋头读他的书。当他翻动书页时，一只历史上最著名的苹果落了下来，打在23岁的伊萨克-牛顿的头上。恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：阅读下一页退 出 是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？正是从思考这一问题开始，他找到了这些问题的答案-万有引力定律。阅读这节课我们将共同“推导”一下万有引力定律下一页退 出上一页1、行星为何围绕太阳做圆周运动？、行星为何围绕太阳做圆周运动？问题探究下一页退 出上一页问题探究2、月球
2、为何围绕地球做圆周运动、月球为何围绕地球做圆周运动？下一页退 出上一页问题探究3、地面上物体受到的力与上述力相同吗？、地面上物体受到的力与上述力相同吗？4、根据以上三个问题的探究，你有何猜想？、根据以上三个问题的探究，你有何猜想？下一页退 出上一页问题探究1、月、月-地检验的目的是什么？地检验的目的是什么？2、月、月-地检验的验证原理是怎样的？地检验的验证原理是怎样的？3、如何进行验证？、如何进行验证？一一、月、月-地检验地检验下一页退 出上一页模型分析理论推导：理论推导：实际测量：实际测量：设卫星质量设卫星质量m1，半径，半径R；月球质量月球质量m2，半径，半径r。2r1F2R1G又因为又因
3、为G=mgF=ma所以所以ag=R2r2a=r 42T 2下一页退 出上一页验证结论：验证结论：两种计算结果一致，验证了两种计算结果一致，验证了地面上的重力与地面上的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力地球吸引月球的力是相同性质的力，即，即“天天上上”“”“人间人间”的力是相同性质的力。的力是相同性质的力。问题探究1、地面上的物体之间是否存在引力作用？、地面上的物体之间是否存在引力作用？2、若两个物体之间有引力作用，为何两个、若两个物体之间有引力作用，为何两个物体没有在引力作用下紧靠在一起？物体没有在引力作用下紧靠在一起？下一页退 出上一页问题问题1、用自己的话总结万有引力定律的内容。、用自己
4、的话总结万有引力定律的内容。2、根据太阳与行星间引力的表达式，写出万有引、根据太阳与行星间引力的表达式，写出万有引 力定律的表达式。力定律的表达式。3、表达式中、表达式中G的单位是怎样的？的单位是怎样的？二、万有引力定律二、万有引力定律下一页退 出上一页万有引力定律万有引力定律1、内容：、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和和m2的乘积成正比、的乘积成正比、与它们之间的距离与它们之间的距离r的二次方成反比。的二次方成反比。2 2、表达式：、表达式：由由 （M
5、M：太阳的质量，：太阳的质量，m m：行星的质量）：行星的质量）得出：得出：(m1：物体：物体1的质量，的质量，m2：物体：物体2的质量）的质量）rG2Fm1 m23 3、G G的单位：的单位：由由 可知可知G G的单位：的单位：N N m m2 2/kg/kg2 2 G2Fm1 m2rF2Gm1 m2r下一页退 出上一页三、引三、引力常量的测量力常量的测量卡文迪许卡文迪许卡文迪许扭秤实验卡文迪许扭秤实验 数值：数值：G=6.6710-11 Nm2/kg2 G值的物理含义：两个质量为值的物理含义：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-
6、11 N下一页退 出上一页万有引力定律：万有引力定律：自然界中任何两个物体都相互吸引，方向在它自然界中任何两个物体都相互吸引，方向在它们的连线上，们的连线上，引力的大小引力的大小跟这两个物体的质量的乘积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。成正比，跟它们的距离的平方成反比。引力常数引力常数引力常数引力常数G G 6.67106.671011 11 NmNm2 2kgkg2 2复习导入下一页退 出上一页4.万万有引力定律有引力定律的特征的特征 (1)普遍性：普遍性：它存在于宇宙中它存在于宇宙中任何任何有质量的物体之间，有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其他作用力。不管它们
7、之间是否还有其他作用力。(2)相互性：相互性：两物体间的相互引力，是一对作用力和两物体间的相互引力，是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。反作用力，符合牛顿第三定律。(3)宏观性：宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间，它的作用才质量巨大的天体间或天体与物体间，它的作用才有实际有实际的物理意的物理意义。义。下一页退 出上一页严格地说，万有引力定律只严格地说，万有引力定律只适用于质点间的相互作用适用于质点间的相互作用。对两个质量分布对两个质量分布均匀均匀的球体间相互作用，也可用此定律的球体间相互作用，也可用此定律来计算。此时
8、来计算。此时，r是是两个球体两个球体球心间的距离球心间的距离。5 5、万、万有引力定律适用的条有引力定律适用的条件件:下一页退 出上一页 1750年6月的一天，正在着手进行引力测量的卡文迪许，得到一个好消息：剑桥大学一名叫约翰米歇尔的科学家，在研究磁力的时候，使用了一种很巧妙的方法，测出了力的微小变化卡文迪许立即赶去向他请教。引引力常量力常量G的测定方法及意义的测定方法及意义下一页退 出上一页 原来，米歇尔的实验装置是这样的：用一根很细的石英丝把一块条形磁铁横吊起来，然后用另一块磁铁慢慢去吸引它当磁力开始产生作用的时候，石英丝便会发生偏转，这样，磁引力的大小就可清楚地显示出来了。下一页退 出
9、上一页 卡文迪许从中得到启发，也仿照米歇尔的办法，做了一套新的实验装置：用一根石英丝横吊着一根细杆，细杆的两端各安着一个小铅球，另外再用两只大球，分别移近两只小球卡文迪许想，当大球与小球逐渐接近时，由于引力的作用，那两只吊着的小铅球必定会发生摆动，这样就可以测出引力的大小了。下一页退 出上一页可是，这个实验失败了。卡文迪许陷入了沉思他想，是不是因为两球之间的引力太小，肉眼观测不出来呢？能不能将它放大，变得明显一些呢？下一页退 出上一页下一页退 出上一页下一页退 出上一页 下面请同学们下面请同学们下面请同学们下面请同学们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
10、的计算一下两个质量为50kg50kg，相，相，相，相距距距距0.5m0.5m的人之间的引力？的人之间的引力？的人之间的引力？的人之间的引力？只有一粒芝麻重力的几千分之一只有一粒芝麻重力的几千分之一只有一粒芝麻重力的几千分之一只有一粒芝麻重力的几千分之一!下一页退 出上一页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
11、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
12、球表面附近于地球表面附近D下一页退 出上一页 2关于万有引力定律的适用范围，下列说法关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的有中正确的有()A只适用于天体，不适用于地面的物体只适用于天体，不适用于地面的物体 B只适用于球形物体，不适用于其他形状的只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体物体 C 只适用于质点，不适用于实际物体只适用于质点，不适用于实际物体 D适用于自然界中任何两个物体之间适用于自然界中任何两个物体之间D 下一页退 出上一页 3关于万有引力的说法，正确的有关于万有引力的说法，正确的有()A物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没
13、有引力物体对地球没有引力 B万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的础上发现的 C地面上自由下落的苹果和天空中运行的月地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球的万有引力亮，受到的都是地球的万有引力 DF=Gm1m2/r2中的中的G是一个比例常数，是是一个比例常数，是没有单位的没有单位的BC下一页退 出上一页 4某实心均匀球半径为某实心均匀球半径为R，质量为，质量为M，在球，在球外壳离球面外壳离球面h高处有一质量为高处有一质量为m的质点，则其万有的质点，则其万有引力大小为引力大小为()AGMmR2 BGMm/(R+h)2 CGMmh2 DGMm(R2+h2)B退 出上一页5有两个大小相同的实心小铁球，它们紧靠有两个大小相同的实心小铁球，它们紧靠在一起时，相互之间的万有引力为在一起时，相互之间的万有引力为F，若换成两个，若换成两个半径为原来半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力是之间的万有引力是()A2F B4F C8F D16FD下一页退 出上一页
