万有引力定律的发现ppt课件

故，并且力的大小与到太阳距
离的平方成反比。
胡克4
科
学 足 迹
当年牛顿在前人研 究的基础上，并凭借其 超凡的数学能力和坚定 的信念，深入研究，最
终发现了万有引力定律。
牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家
牛顿在1676年给友人的信中写道：
如果说我看的比别人更远，那 是因为我站在巨人的肩膀上。
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科
学 探 究
F mv2 r
v 2 r
T
行星运行速度v容易观测吗？
哪个物理量便于观测？
消去v
F

4 2mr
T2
消去T
r3 T2
＝k
百度文库
F

4 2km
r2
讨论
F

m r2
9
科 探究1: 太阳对行星的引力F
学 探 究
F

m r2
请太用阳中对文行描星述的引力跟受
这力关个星系关体式系的中式质m！量是成受正比，
如果重力和星体间的引力是同一性质的 力,都与距离的二次方成反比关系,那么月 球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就 应为地面重力加速度的1/3600,因为月心到 地心的距离是地球半径的60倍。
已知月球到地心的距离是3.85×108米, 月球的周期是27.3天,地球半径是6.4×106 米.由此算出月球的向心加速度，对比地面 的重力加速度，看是不是1/3600。
⑶实验意义: ①证实了万有引力定律 ②测定了引力恒量，使得万有引力 定律有了实际应用价值。
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说明：
（1）地球上的物体受到的重力是由 于地球的吸引而使物体受到的力，但 重力不完全就是地球对物体的万有引 力。在一般情况下，重力和万有引力 无论在大小还是在方向上都略有偏差， 但在通常处理问题时，可以认为物体 受到的重力等于地球对它的万有引力。
强调:r不可能为零.
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4.引力恒量的测定:(1789年英国物理学 家卡文迪许）
⑴装置介绍:T形架、石英丝、镜
尺、M球和m球
光源
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⑵测量原理介绍:扭秤达到平衡时, 引力矩等于石英丝的阻力矩. 石英 丝转角可由镜尺测出,由石英丝转角 可知扭力矩等于引力矩,从而可测得 万有引力,进而可测引力恒量G.
2
T 跟公转周期的二次方的比值都相等.
1
行星为什么绕太阳如 此和谐而又有规律地做椭 圆运动？
2
万有引力与航天
3
科
学
一切物体都有合并的趋势。
足 迹
伽利略
行星的运动是受到了来自太 阳的类似于磁力的作用 ，与
距离成反比。
开普勒
在行星的周围有旋转的物质(以太)作 用在行星上，使得行星绕太阳运动。
笛卡尔 行星的运动是太阳吸引的缘
5
建
立
行星
模
太阳
型
a
思考：行星的实际运动是椭圆运
动，但我们还不了解椭圆运动规律， 那应该怎么办？能把它简化成什么 运动呢？
6
建 立 模 太阳 型
行星 思考： 行星绕太阳做
a 匀速圆周运动
需要向心力，
行星 那什么力来提
供向心力？ 这
太阳 r
个力的方向怎
样？
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建
立
模
型
Ｖ
行星
ｍ
F
ｒ
太阳 Ｍ
太阳对行 星的引力 提供作为 向心力， 那这个力 大小如何 计算？
与力行天星体、还太是阳施距力离的二
次天方体成的反质比量. ？
既然太阳对行星
有引力，那么行
星对太阳有引力
吗？它有怎么样
行 星
定量的关系？
太 F F′ 阳
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科 学
探究2: 行星对太阳的引力F′
探 究
m F r2
类 比 法
牛 三
行
太
星 F F′ 阳
F'

M r2
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科 探究3: 太阳与行星间的引力F
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万有引力定律内容:
(1)自然界中任何两个物体都相互 吸引,引力的大小与物体的质量m1 和m2的乘积成正比,与它们之间距 离r的二次方成反比.
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⑵公式: 如果用m1和m2表示两个物体的质量, 用r表示它们之间的距离, 则
公式
:
F

G
m1m2 r2
式 中 G=6.67×10-11Nm2/kg2, 叫 万
有引力恒量.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.
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(3)公式的适用条件
任何两个有质量的物体间都有相互吸 引力。但公式只适用于两质点、或两 质量均匀的球体、或一个质点和一个 质量均匀的球体或球壳间。
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（4）距离r的确定:
万有引力定律中两个物体的距离 , 对于相距很远可以看作质点的物体 ,就是指两个质点间的距离;对于均匀 的球体, 就是指两个球心间的距离. 对于一个质点和一均匀球体，就是指 质点到球心的距离。
学 探 究
F

m r2
方向：沿着太阳 与行星间的连线 。
G为比例系数，
与太阳、行星 无关。
F 和F ′是一对作用力
类 比 法
牛 三
牛 三
F以 量和M得反、出M作r行F2用m大星力小质，跟量那F太m=么阳的G可质关Mr 2m
F' M r2
系式有什么关系？
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6.2 6.3《万有引力定律》第二课时 1、写出万有引力公式，写出常量G 的大小及单位，并指出其物理意义。 2、环绕天体(m)沿轨道半径(r)绕中 心天体(M)做匀速圆周运动时，写出 环绕天体向心力表达式；推导向心 加、线速度、角速度、周期公式；
知 开普勒三定律
识
b 行星
回 开普勒第一定律——轨道定律 太阳 顾 所有行星都分别在大小不同的椭圆
a
轨道上围绕太阳运动，太阳是在这
v
些椭圆的一个焦点上;
开普勒第二定律——面积定律
对每个行星来说，太阳和行星的连
线在相等的时间扫过相等的面积;
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a 开普勒第三定律——周期定律
k 所有行星的轨道的半长轴的三次方
A.行星对太阳的引力与太阳对行星的 引力是同一性质的力
B.行星对太阳的引力与太阳的质量成 正比，与行星的质量无关
C.太阳对行星的引力大于行星对太阳 的引力
D.行星对太阳的引力大小与太阳的质 量成正比，与行星距太阳的距离成反比
我们将在后面学习：《破解重力变化之变谜》
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(2）万有引力在天体之间起 着决定性的作用，对于质量 比较小的物体或微观粒子万 有引力很小，通常可忽略不 计。
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牛顿是如何进行“月-地检验” 的？
即如何证明：地球对月球的作 用力与地面上物体的重力（地球对 地面上物体的引力）是同性质的力？
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基本想法是:
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以上分析，隐含了本章处理问题时 两个很重要的思路： 1、中心天体对环绕天体的万有引力，提 供环绕天体做匀速圆周运动所需向心力。
------地月模型
公式：
2、忽略中心天体的自转，中心天体表面 上物体的重力，等于中心天体对物体的 万有引力。 ------地物模型
公式：
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随堂练习
1、关于行星对太阳的引力的说法中正 确的是（ A ）