萬有引力定律公開課

關(guān)于萬有引力定律公開課第一頁，共三十七頁，2022年，8月28日是什么原因使行星繞太陽公轉(zhuǎn)而沒有離開太陽？第二頁，共三十七頁，2022年，8月28日牛頓：太陽對行星的引力使行星繞太陽公轉(zhuǎn)不能飛離太陽第三頁，共三十七頁，2022年，8月28日是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒有離開地球？思考第四頁，共三十七頁，2022年，8月28日是什么原因使人造衛(wèi)星繞地球運動?思考第五頁，共三十七頁，2022年，8月28日樹上熟透的蘋果掉下來落到地面上地面上的物體，被拋出去后總要落回地面，是什么原因使物體不離開地球呢？思考第六頁，共三十七頁，2022年，8月28日一、萬有引力的猜想事實：太陽對行星的引力使行星繞太陽公轉(zhuǎn)而不飛離太陽.猜想：

地球?qū)υ虑虻囊κ乖虑蚶@地球公轉(zhuǎn)而不飛離地球？地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力使蘋果不離開地球？第七頁，共三十七頁，2022年，8月28日繼續(xù)猜想：

太陽對行星的引力地球?qū)υ虑虻囊Φ厍驅(qū)Φ孛嫔咸O果的引力也許是同一種力，遵從相同規(guī)律第八頁，共三十七頁，2022年，8月28日二、萬有引力的檢驗-------月---地檢驗?zāi)康模候炞C地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力地球?qū)υ虑虻囊ψ裱悸罚?、假定猜想成立，理論推導(dǎo)

2、實際測量若二者結(jié)果一致則假設(shè)成立若二者結(jié)果不一致則假設(shè)就不成立第九頁，共三十七頁，2022年，8月28日月---地檢驗地球?qū)μO果的引力:

理論推導(dǎo)1、先假定猜想成立：蘋果下落的加速度:第十頁，共三十七頁，2022年，8月28日地球?qū)υ虑虻囊?

蘋果下落的加速度:月球繞地球公轉(zhuǎn)的加速度：第十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日在牛頓的時代，已能比較精確測定：月球與地球的距離3.8×108m月球公轉(zhuǎn)周期T=27.3天地球的自由落體加速度g=9.8m/s2求月球公轉(zhuǎn)的向心加速度：實際測量計算與假設(shè)的理論推導(dǎo)結(jié)果一致即：月球公轉(zhuǎn)軌道半徑r=3.8×108m實際測量2、第十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日驗證結(jié)論：地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力地球?qū)υ虑虻囊μ枌π行堑囊κ峭环N性質(zhì)力，都遵循第十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日問題1：地面上的兩個物體間是否存在引力？問題2：若地面上的兩個物體間存在引力，為何兩個物體沒有在引力作用下緊靠在一起？宇宙中的一切物體間都有引力:大膽設(shè)想：第十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日事實上，自然界中任何兩個有質(zhì)量的物體間都存在引力.1687年牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律三、萬有引力定律的得出第十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日萬有引力定律1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小F與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們的距離r的二次方成反比.2.公式：m1,m2---兩物體的質(zhì)量r---兩物體間的距離G---比例系數(shù)，叫引力常量，適用于任何物體，G的國際單位N·m2/kg2m1m2FF’r第十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日3.萬有引力的理解①普遍性：任何兩個物體之間都存在引力（大到天體小到微觀粒子），萬有引力是自然界中物體間的基本相互作用之一②相互性：萬有引力也是力的一種，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛頓第三定律③

宏觀性：通常情況下萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義。在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計第十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日4.公式的適用條件：①（理想情況）兩個質(zhì)點間引力大小的計算②（實際情況）若兩個物體間的距離遠(yuǎn)大于物體本身大小時，兩個物體可看成質(zhì)點如：太陽與行星間地球與月球間m1m2FF’rr為兩質(zhì)點間的距離r為兩天體中心的距離第十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日③

質(zhì)量分布均勻的兩個球體，可視為質(zhì)量集中于球心r為物體到地心的距離r為兩球心間的距離第十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日例1.由公式當(dāng)兩物體之間的距離時,兩個物體可視為質(zhì)點，公式適用，則兩物體之間的引力可知，問題：當(dāng)兩物體間的距離時,則兩物體之間的引力,這種觀點對么？【解析】

：當(dāng)兩物體間距離時，物體不能看成質(zhì)點，公式已不再適用第二十頁，共三十七頁，2022年，8月28日牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，但卻無法算出兩個天體間的萬有引力大小，因為他不知道引力常量G的值.第二十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日四、萬有引力定律的檢驗---引力常量G的測量實驗第二十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日1798年，英國物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置,第一次在實驗室里對兩個鉛球間的引力大小F做了精確測量和計算，比較準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值rFrFmm′mm′引力常量G的測量實驗第二十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日放大思想實驗原理：rFrFmm′mm′第二十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日G的含義—表示兩質(zhì)量m1=m2=1kg的勻質(zhì)小球，相距r=1m時萬有引力的大小引力常量通常取第二十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日測定引力常量G的重要意義1、用實驗證明了萬有引力的存在2、使萬有引力定律公式有了真正的實用價值可以計算天體間的引力大小，可間接計算天體的質(zhì)量、平均密度等如：根據(jù)地球表面的重力加速度可以測定地球的質(zhì)量第二十六頁，共三十七頁，2022年，8月28日例2：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律說明：開普勒第三定律中k是一個與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān)的常量.太陽與行星的距離建立模型行星繞太陽近似做勻速圓周運動行星公轉(zhuǎn)軌道半徑由萬有引力定律和牛頓第二定律得第二十七頁，共三十七頁，2022年，8月28日例2：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律說明：開普勒第三定律中k是一個與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān)的常量.第二十八頁，共三十七頁，2022年，8月28日萬有引力與重力知識拓展FnG向心力萬有引力F引

重力G=mgmR第二十九頁，共三十七頁，2022年，8月28日②在兩極：①在赤道：③

赤道表面物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力第三十頁，共三十七頁，2022年，8月28日由于物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力很小,則萬有引力大小近似等于重力卡文迪許在實驗室里測出了引力常量G的值，他把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”。在實驗室里測量幾個鉛球之間的引力，就可以稱量地球，這不能不說是一個科學(xué)奇跡。著名文學(xué)家，馬克吐溫滿懷激情地說“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟然贏得那么多收獲！”第三十一頁，共三十七頁，2022年，8月28日課堂小結(jié)太陽與行星間的引力:萬有引力的猜想：萬有引力的檢驗：推廣：萬有引力定律的檢驗：下一課：萬有引力理論的成就萬有引力定律的得出:“天上”的力與“人間”的力是同一種力月---地檢驗宇宙中一切物體間都有引力引力常量G的測量實驗第三十二頁，共三十七頁，2022年，8月28日科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程往往是大膽猜想和嚴(yán)格求證的結(jié)合.第三十三頁，共三十七頁，2022年，8月28日1、萬有引力定律得出的思路和過程2、萬有引力定律的理解第三十四頁，共三十七頁，2022年，8月28日1.既然任何物體間都存在著引力，為什么當(dāng)兩個人接近時不會吸在一起?我們通常分析物體的受力時是否需要考慮物體間的萬有引力？請你根據(jù)實際情況，應(yīng)用合理的數(shù)據(jù)，通過計算說明以上兩個問題。故它們之間的引力很小，且小于它們與地面間的摩擦力，故兩人不會吸在一起；受力分析時可不考慮物體間引力問題與練習(xí)第三十五頁，共三十七頁，2022年，8月28日2、大麥哲倫云和小麥哲倫云是銀河系外離