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第一节 万有引力定律
一.天体究竟做怎样的运动——“地心说”和“日心 说” 1.地心说：托勒密(90-168)Claudius Peolemy
——在古代，以希腊亚里士多德为代表， 认为地球是宇宙的中心。其它天体则以 地球为中心，在不停地运动。这种观点， 就是“地心说”。天文学家托勒密，发 展完善了“地心说”，描绘了一个复杂 的天体运动图象。 亚里士多德
近
日b
点
太阳
t4
t2 远 a日 t1 点
第一节 万有引力定律
3. 开普勒第三定（周期定律） （律1）内容：行星绕太阳公转周期的平方和
轨道半长轴的立方成正比。
表达式：R3 T2
=K
R：椭圆轨道的半长轴
T：行星绕太阳公转的周地期球
（2）图解：
太阳
R
第一节 万有引力定律
讨论:金星、火星的公转周期与地球相比,哪一 个大？为什么？
第一节 万有引力定律
四、万有引力定律
1、内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，引力的方 向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正 比，与它们之间的距离的平方成反比。
2、数学表达式为：
F
G
m1m2 r2
m1 F
【说明】
r
F m2
1.m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离，
2.G为引力常数
R 地球 金星 火星
R3 T2 K
拓展:K与什么有关?
K：由中心天体的质量决定
第一节 万有引力定律
三.万有引力定律的发
现
行星为什么这样运动的？
行星的运动是太阳磁力吸引的 缘故，磁力与距离成反比。
开普勒 行星运动是“惯性”自行维持的。 伽利略
太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。
行星的运动是太阳引吸引的缘
开普勒
开（ 普几 勒何 第定 一律 定） 律
所有的行星围绕太阳运动的轨道都 是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点
第一节 万有引力定律
2. 开普勒第二定律（面积定律）
（1）内容：太阳和行星的连线在相等的时 间内扫过相等的面积。 （2）图解：
由此可见：行
星在远日点a的
速率最小，在近
日点b的速率最
大。
t3
第一节 万有引力定律
二.万有引力定律的发 现 苹果为什么会落地？
如果苹果树长到月球那么高，苹 果还会落到地面吗？
地球
月球为什么不会落到地球上呢？是因 为不受到地球的作用力吗？
如果月球也相对地面静止月球会落回地 面吗？
如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度
呢？
牛顿人造卫星原理图
SUCCESS
THANK YOU
第一节 万有引力定律 “日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫
这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利 略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为： “哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”
“日心说”行星运行图
第一节 万有引力定律 行星是怎样运动的？
第一节 万有引力定律
二、开普勒三大定律
有深远的影响。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规 律统一了起来。在科学文化发展上起到了积极的推动作用， 解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大的信 心，人们有能力理解天地间的各种事物。
第一节 万有引力定律
几种引力的比较
第一节 万有引力定律
粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人 之间的引力是多大？
行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对
它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距
月心的距离之比为
。
【答案】9:1
由：
G mm0 G Mm0
r22
r12
得：
r1 M 9 r2 m
第一节 万有引力定律
【例题】太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太 阳运动，若设它们的轨道为圆形，若有两颗行星的轨
F
G
m1m2 r2
6.67
1011
50 50 0.52
N
6.67 107 N
一粒芝麻重的几千分之一!!!
第一节 万有引力定律
小结：
1. 天体究竟是怎样运动的。
2. 开普勒三大定律。
3. 万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
作业：
第一节 万有引力定律
【例题】地球的质量大约为月球质量的81倍。 一飞
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
由卡文迪许测出
第一节 万有引力定律
引力常数的测定——卡文迪许扭秤
引力常量的 物理意义
——它在数 值上等于两 个质量都是
1kg的物体相 距1m时的相
互作用力。
动画
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
第一节 万有引力定律
万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
第一节 万有引力定律
托勒密
“地心说”行星运行图
第一节 万有引力定律
2.日心说：哥白尼(1473-1543) Nicolaus Copernicus
哥白尼
——波兰天文学家哥白尼提出“日心说”。 “日心说”认为，太阳不动，处于
宇宙的中心，地球和其它行星公转还同时自 转。
“日心说”对天体的描述大为简化， 同时打破了过去认为其它天体和地球截然有 别的界限，是一项真正的科学革命。
m1 F
F m2
r
【注意】
（1）万有引力公式适应于两个质点或者两个均匀球体之间的相互 作用
ห้องสมุดไป่ตู้
（2）r—质点间的距离（或球心距）
（3）两个物体之间的万有引力是一对相互作用力
（4）自然界的任何两物体之间都存在万有引力
第一节 万有引力定律
万有引力定律发现的重要意义： 万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具
道半径比为R1 ：R2=2 ：1，他们的质量比为 M1 ：M2=4 ：1，求它们绕太阳运动的周期比T1：T2
解：
由
R T
3 2
K
R13 R23 T12 T23
即
2019/8/27
第一节 万有引力定律
结论：1、月球受到的力和苹果受
到的力为同样性质的力。
月球为什么不会落
到地球上来呢？
2、行星像月球绕地球转动
一样，绕太阳转动，可以推知：
重力、行星对卫星的引力，太
阳对行星的引力为同一性质的
力。
*这个力多大？
牛顿经过多年的思考和严密的 数学推导，正式提出万有引力 定律。
故，并且力的大小与到太阳距离的
平方成反比。
笛卡尔
胡克
第一节 万有引力定律
牛顿对苹果落地的思考
⒈苹果落地——重力的作用； 苹果树像月球一样高—苹果也会落地。
月球为什么不落地？ ⒉苹果树上的苹果相对地面静止 。
如果月球也相对地面静止月球会落回地面吗？ 会落回地面：说明月球相对地面具有速度 如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度呢？ 也会像月球一样不落回地面。
一.天体究竟做怎样的运动——“地心说”和“日心 说” 1.地心说：托勒密(90-168)Claudius Peolemy
——在古代，以希腊亚里士多德为代表， 认为地球是宇宙的中心。其它天体则以 地球为中心，在不停地运动。这种观点， 就是“地心说”。天文学家托勒密，发 展完善了“地心说”，描绘了一个复杂 的天体运动图象。 亚里士多德
近
日b
点
太阳
t4
t2 远 a日 t1 点
第一节 万有引力定律
3. 开普勒第三定（周期定律） （律1）内容：行星绕太阳公转周期的平方和
轨道半长轴的立方成正比。
表达式：R3 T2
=K
R：椭圆轨道的半长轴
T：行星绕太阳公转的周地期球
（2）图解：
太阳
R
第一节 万有引力定律
讨论:金星、火星的公转周期与地球相比,哪一 个大？为什么？
第一节 万有引力定律
四、万有引力定律
1、内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，引力的方 向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正 比，与它们之间的距离的平方成反比。
2、数学表达式为：
F
G
m1m2 r2
m1 F
【说明】
r
F m2
1.m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离，
2.G为引力常数
R 地球 金星 火星
R3 T2 K
拓展:K与什么有关?
K：由中心天体的质量决定
第一节 万有引力定律
三.万有引力定律的发
现
行星为什么这样运动的？
行星的运动是太阳磁力吸引的 缘故，磁力与距离成反比。
开普勒 行星运动是“惯性”自行维持的。 伽利略
太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。
行星的运动是太阳引吸引的缘
开普勒
开（ 普几 勒何 第定 一律 定） 律
所有的行星围绕太阳运动的轨道都 是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点
第一节 万有引力定律
2. 开普勒第二定律（面积定律）
（1）内容：太阳和行星的连线在相等的时 间内扫过相等的面积。 （2）图解：
由此可见：行
星在远日点a的
速率最小，在近
日点b的速率最
大。
t3
第一节 万有引力定律
二.万有引力定律的发 现 苹果为什么会落地？
如果苹果树长到月球那么高，苹 果还会落到地面吗？
地球
月球为什么不会落到地球上呢？是因 为不受到地球的作用力吗？
如果月球也相对地面静止月球会落回地 面吗？
如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度
呢？
牛顿人造卫星原理图
SUCCESS
THANK YOU
第一节 万有引力定律 “日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫
这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利 略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为： “哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”
“日心说”行星运行图
第一节 万有引力定律 行星是怎样运动的？
第一节 万有引力定律
二、开普勒三大定律
有深远的影响。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规 律统一了起来。在科学文化发展上起到了积极的推动作用， 解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大的信 心，人们有能力理解天地间的各种事物。
第一节 万有引力定律
几种引力的比较
第一节 万有引力定律
粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人 之间的引力是多大？
行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对
它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距
月心的距离之比为
。
【答案】9:1
由：
G mm0 G Mm0
r22
r12
得：
r1 M 9 r2 m
第一节 万有引力定律
【例题】太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太 阳运动，若设它们的轨道为圆形，若有两颗行星的轨
F
G
m1m2 r2
6.67
1011
50 50 0.52
N
6.67 107 N
一粒芝麻重的几千分之一!!!
第一节 万有引力定律
小结：
1. 天体究竟是怎样运动的。
2. 开普勒三大定律。
3. 万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
作业：
第一节 万有引力定律
【例题】地球的质量大约为月球质量的81倍。 一飞
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
由卡文迪许测出
第一节 万有引力定律
引力常数的测定——卡文迪许扭秤
引力常量的 物理意义
——它在数 值上等于两 个质量都是
1kg的物体相 距1m时的相
互作用力。
动画
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
第一节 万有引力定律
万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
第一节 万有引力定律
托勒密
“地心说”行星运行图
第一节 万有引力定律
2.日心说：哥白尼(1473-1543) Nicolaus Copernicus
哥白尼
——波兰天文学家哥白尼提出“日心说”。 “日心说”认为，太阳不动，处于
宇宙的中心，地球和其它行星公转还同时自 转。
“日心说”对天体的描述大为简化， 同时打破了过去认为其它天体和地球截然有 别的界限，是一项真正的科学革命。
m1 F
F m2
r
【注意】
（1）万有引力公式适应于两个质点或者两个均匀球体之间的相互 作用
ห้องสมุดไป่ตู้
（2）r—质点间的距离（或球心距）
（3）两个物体之间的万有引力是一对相互作用力
（4）自然界的任何两物体之间都存在万有引力
第一节 万有引力定律
万有引力定律发现的重要意义： 万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具
道半径比为R1 ：R2=2 ：1，他们的质量比为 M1 ：M2=4 ：1，求它们绕太阳运动的周期比T1：T2
解：
由
R T
3 2
K
R13 R23 T12 T23
即
2019/8/27
第一节 万有引力定律
结论：1、月球受到的力和苹果受
到的力为同样性质的力。
月球为什么不会落
到地球上来呢？
2、行星像月球绕地球转动
一样，绕太阳转动，可以推知：
重力、行星对卫星的引力，太
阳对行星的引力为同一性质的
力。
*这个力多大？
牛顿经过多年的思考和严密的 数学推导，正式提出万有引力 定律。
故，并且力的大小与到太阳距离的
平方成反比。
笛卡尔
胡克
第一节 万有引力定律
牛顿对苹果落地的思考
⒈苹果落地——重力的作用； 苹果树像月球一样高—苹果也会落地。
月球为什么不落地？ ⒉苹果树上的苹果相对地面静止 。
如果月球也相对地面静止月球会落回地面吗？ 会落回地面：说明月球相对地面具有速度 如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度呢？ 也会像月球一样不落回地面。