PPT《万有引力定律》

万有引力定律 苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转……这些现象引起了牛顿的沉思.

一、万有引力定律的发现 牛顿的思考:(1)什么力使得苹果不离开地球?地球对苹果的引力和行星与太阳间的作用力是同一种性质力吗?(2)地球表面的重力是否能延伸到月球轨道? 牛顿的猜想: 苹果与月球受到的引力可能是同一种性质力! 这种力都遵从与距离平方成反比的关系. 【讨论】根据下列是当时可以测量的数据,如何证明月亮受力满足"平方反比"的关系? 地表重力加速度:g = 9.8m/s2 地球半径:R = 6400*103m 月亮周期:T = 27.3天≈2.36*106s 月亮轨道半径: r ≈ 60R=3 .84*108m = 理论验证: 计算结果: 自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比,跟它们的距离的二次方成反比 F=G r2 m1m2

二、万有引力定律

2、表达式

1、内容 (1)m

1、m2是两个物体的质量 (2)r是两个物体间的距离:

3、公式说明: ②均匀球体r指两球心间距离 ①相距很远可看做质点的物体,r指质点间的距离 ③对于一个均匀球体和一个质点间的万有引力,r指球心到质点间的距离 ④若物体不能视为质点,则可把每一个物体视为若干个质点的集合,然后按定律求出各质点间的引力,再按矢量法求它们的合力. 定律适用的条件: 万有引力定律适用于计算质点间的引力 (3)G为常量,叫引力常量 G=6.67*10-11N・m2/kg2 G的物理含义:两个质量为1kg的物体相距1m时的相互作用力为6.67*10-11N 【生活实例】 两个质量为50kg的同学相距1m时相互吸引力多大? F引=1.67*10-7N

三、引力常量的测量――扭秤实验【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量?(1)实验原理: 科学方法――微小量放大法 卡文迪许 卡文迪许实验室

4、万有引力定律的特性: (1)普遍性:万有引力是任何有质量的物体间的相互吸引力,普遍存在于整个宇宙中.它是自然界物质之间的基本相互作用之一. (2)相互性:物体间的万有引力是一对作用力与反作用力. (3)宏观性:通常情况下,万有引力非常小,它的存在可由卡文迪许扭秤来观察.只有在质量巨大的天体间,它的存在才有宏观意义,微观粒子间的万有引力可以忽略不计.

三、重力与万有引力的关系

1、地球上的物体 F F向G

2、地球的卫星 GMg= ―― R2 (忽略自转)重力就是万有引力 GMg'R+H)2 A 重力只是万有引力的一个分力,只有在计算要求不高或近似计算时才可以认为重力等于万有引力 答案:9.78N 0.034N 9.814N 练习1.求赤道上质量为1kg的物体的重力,向心力和它与地球的万有引力.(赤道上的重力加速度g=9.78m/s2,地球半径R=6400km) 练习2.关于万有引力定律和引力常量的发现,下面说法中哪个是正确的 ( )A.万有引力定律是由开普勒发现的,而引力常量是由伽利略测定的B.万有引力定律是由开普勒发现的,而引力常量是由卡文迪许测定的C.万有引力定律是由牛顿发现的,而引力常量是由胡克测定的D.万有引力定律是由牛顿发现的,而引力常量是由卡文迪许测定的 D 练习3.对于万有引力定律的表达式F=Gm1m2/r2,下列说法正确的是( )A.公式中G为引力常量,它是由实验测得的,而不是人为规定的B.当r趋近于0时,万有引力趋近于无穷大C.m

1、m2受到的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力D.公式中的F应理解为m