6.26.3万有引力定律精讲讲述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
的奥秘。
温故而知新
开普勒行星运动定律
第一定律：所有行星绕太阳 的轨道都是椭圆，太阳处 在椭圆的一个焦点上。
第二定律：对任意一个行星 来说，它与太阳的连线在 相等的时间内扫过相等的 面积
第三定律：所有行星的椭圆 轨道的半长轴的三次方跟 它的公转周期的二次方的 比值都相等。
即
a3 k T2
k值与中心天体有关， 而与环绕天体无关
什么力来维持行星绕太阳的运动呢？
• 在练习本上独立推导：
• 把行星绕太阳的椭圆运动简化为匀速圆周运动
1、行星绕太阳作匀速圆周运动，写出行星需要 的向心力表达式，并说明式中符号的物理意义。
• 2、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？ 为何要消去v？写出要消去v后的向心力表达式。
• 3、如何应用开普勒第三定律消去周期T？为何 要消去周期T？
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
？ 计算验证：
a月
1 3600
g
计算结果：
• 4、写出引力F与距离r的比例式，说明比例式的 意义。
一、太阳对行星的引力
• 1、设行星的质 量为m，速度为v， 行星到太阳的距 离为r，则行星 绕太阳做匀速圆 周运动的向心力 由太阳对行星的 引力来提供
F m v2 r
将V=2πr/T
及开普勒第三定律： R3/T2=K 代入上式
有：
太阳对行星的引力
F 4 2k m
r2
即
m F
r2
太阳对不同行星的引力，与行星（受力 物体）的质量成正比，与行星和太阳间的 距离的二次方成反比。
二、行星对太阳的引力
同理：行星对太阳的引力
F
M r2
• 太阳与行星间的引力 大小为
F G Mm
r2
G比例系数，与太阳、行星的质量无关
引力方向：沿着太阳和行星的连线
行星的运动
m1 m2
r
引力常量G
• 卡文迪许通过扭 秤实验测得
• G=6.67×1011N·m2/kg2
•作用：引力常量的 普适性成了万有引 力定律正确性的最 早证据。
1、为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？
下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg，相距 0.5m的人之间的引力？（为什么说是粗略？）
F=GMm/R2=6.67×10-7N
月亮绕地球运行
一、万有引力定律的发现
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。
牛顿的思考： （１）“天上的力”和“人间的力”是同一种 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力! 这种力可能都遵从与距离平方成反比的
a月
4 2
T2
r
2.72 103 m / s2
1 3600
g
二、万有引力定律
1、内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引， 引力的大小跟这两个物体的质量m1和m2的乘积 成正比，跟它们的距离r的二次方成反比。
2、公式：
Байду номын сангаас
F＝G
m1m2 r2
G：是引力常量，其值 为6.67×10-11N·m2/kg2
G的物理意义——两质量各为1kg的质点相距 1m时,万有引力的大小为6.67×10-11N。
3、意义：复杂运动背后隐藏着简洁的科学规律， 天上地下的物体都遵循相同的科学法则。
F＝G
m1m2 r2
两物体的距离r指“哪两部分距离”
★4、公式的适用条件：
1）万有引力存在于一切物体之间，但上述 公式只能计算两质点间的引力；
即两物体的形状和大小对它们之间的距离 而言,影响很小,可以忽略不计.
2）两质量分布均匀的球体之间的引力，也 可用上述公式计算，且r为两球心间距离；
2、那么太阳与地球之间的万有引力又是多大？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为 m=5.9×1024kg，日地之间的距离为R=1.5×1011m
F=GMm/R2=3.5×1023N 说明:引力在天体与天体间,天体与物体间比较 显著,但通常物体间的引力可忽略不计.
3、 由 F＝G m1m2 可知,当两物体之间的 r2
O1 F向
O F万
地表上的物体：
①万有引力的一个分力提 供物体随地球自转的向心 力，一个分力为重力。 ②在南北极：F万 G
③在赤道：
F万 G ' F随地球自转的向心力
F
FG
万
不考虑地球自 转,万有引力等
于重力.
④重力随纬度的增大而增大。
⑤由于随地球自转的向心力很小，在地球表面 的物体，则F万≈G 随着地球自转加快,地面上的物体会不会飞起来?
实验中学高一物理备课组
教学目标
• 知识与技能 • 1、理解太阳与行星间存在引力。 • 2、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推
导出太阳与行星间的引力表达式。 • 3.理解万有引力定律的含义 • 4.知道万有引力公式，并会进行计算 • 过程与方法 • 通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推
理在物理学中的重要性。 • 情感态度与价值观 • 感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然
距离趋向于0,则物体之间的引力为无穷大,
这种观点对吗? （物体将不能再看成质点）
4、两个大小相等的实心均质小铁球，紧靠 在一起时它们之间的万有引力为F；若两个 半径2 倍于小铁球的实心均匀大铁球紧靠在 一起，则它们之间的万有引力为（ D）
A、2F B、4F C、8F D、16F
思考与讨论:重力与万有引力一样吗?
温故而知新
开普勒行星运动定律
第一定律：所有行星绕太阳 的轨道都是椭圆，太阳处 在椭圆的一个焦点上。
第二定律：对任意一个行星 来说，它与太阳的连线在 相等的时间内扫过相等的 面积
第三定律：所有行星的椭圆 轨道的半长轴的三次方跟 它的公转周期的二次方的 比值都相等。
即
a3 k T2
k值与中心天体有关， 而与环绕天体无关
什么力来维持行星绕太阳的运动呢？
• 在练习本上独立推导：
• 把行星绕太阳的椭圆运动简化为匀速圆周运动
1、行星绕太阳作匀速圆周运动，写出行星需要 的向心力表达式，并说明式中符号的物理意义。
• 2、行星运动的线速度v与周期T的关系式如何？ 为何要消去v？写出要消去v后的向心力表达式。
• 3、如何应用开普勒第三定律消去周期T？为何 要消去周期T？
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
？ 计算验证：
a月
1 3600
g
计算结果：
• 4、写出引力F与距离r的比例式，说明比例式的 意义。
一、太阳对行星的引力
• 1、设行星的质 量为m，速度为v， 行星到太阳的距 离为r，则行星 绕太阳做匀速圆 周运动的向心力 由太阳对行星的 引力来提供
F m v2 r
将V=2πr/T
及开普勒第三定律： R3/T2=K 代入上式
有：
太阳对行星的引力
F 4 2k m
r2
即
m F
r2
太阳对不同行星的引力，与行星（受力 物体）的质量成正比，与行星和太阳间的 距离的二次方成反比。
二、行星对太阳的引力
同理：行星对太阳的引力
F
M r2
• 太阳与行星间的引力 大小为
F G Mm
r2
G比例系数，与太阳、行星的质量无关
引力方向：沿着太阳和行星的连线
行星的运动
m1 m2
r
引力常量G
• 卡文迪许通过扭 秤实验测得
• G=6.67×1011N·m2/kg2
•作用：引力常量的 普适性成了万有引 力定律正确性的最 早证据。
1、为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？
下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg，相距 0.5m的人之间的引力？（为什么说是粗略？）
F=GMm/R2=6.67×10-7N
月亮绕地球运行
一、万有引力定律的发现
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。
牛顿的思考： （１）“天上的力”和“人间的力”是同一种 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力! 这种力可能都遵从与距离平方成反比的
a月
4 2
T2
r
2.72 103 m / s2
1 3600
g
二、万有引力定律
1、内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引， 引力的大小跟这两个物体的质量m1和m2的乘积 成正比，跟它们的距离r的二次方成反比。
2、公式：
Байду номын сангаас
F＝G
m1m2 r2
G：是引力常量，其值 为6.67×10-11N·m2/kg2
G的物理意义——两质量各为1kg的质点相距 1m时,万有引力的大小为6.67×10-11N。
3、意义：复杂运动背后隐藏着简洁的科学规律， 天上地下的物体都遵循相同的科学法则。
F＝G
m1m2 r2
两物体的距离r指“哪两部分距离”
★4、公式的适用条件：
1）万有引力存在于一切物体之间，但上述 公式只能计算两质点间的引力；
即两物体的形状和大小对它们之间的距离 而言,影响很小,可以忽略不计.
2）两质量分布均匀的球体之间的引力，也 可用上述公式计算，且r为两球心间距离；
2、那么太阳与地球之间的万有引力又是多大？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为 m=5.9×1024kg，日地之间的距离为R=1.5×1011m
F=GMm/R2=3.5×1023N 说明:引力在天体与天体间,天体与物体间比较 显著,但通常物体间的引力可忽略不计.
3、 由 F＝G m1m2 可知,当两物体之间的 r2
O1 F向
O F万
地表上的物体：
①万有引力的一个分力提 供物体随地球自转的向心 力，一个分力为重力。 ②在南北极：F万 G
③在赤道：
F万 G ' F随地球自转的向心力
F
FG
万
不考虑地球自 转,万有引力等
于重力.
④重力随纬度的增大而增大。
⑤由于随地球自转的向心力很小，在地球表面 的物体，则F万≈G 随着地球自转加快,地面上的物体会不会飞起来?
实验中学高一物理备课组
教学目标
• 知识与技能 • 1、理解太阳与行星间存在引力。 • 2、能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推
导出太阳与行星间的引力表达式。 • 3.理解万有引力定律的含义 • 4.知道万有引力公式，并会进行计算 • 过程与方法 • 通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推
理在物理学中的重要性。 • 情感态度与价值观 • 感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然
距离趋向于0,则物体之间的引力为无穷大,
这种观点对吗? （物体将不能再看成质点）
4、两个大小相等的实心均质小铁球，紧靠 在一起时它们之间的万有引力为F；若两个 半径2 倍于小铁球的实心均匀大铁球紧靠在 一起，则它们之间的万有引力为（ D）
A、2F B、4F C、8F D、16F
思考与讨论:重力与万有引力一样吗?