开普勒三大定律 PPT

万有引力定律
F
G
m1m2 r2
G: 引力常量 6.67×10-11N·m2/kg2
计算 两个质量各为100kg的人，相距1m 时，估算他们之间相互的引力多大？
6.67 ×10-7N
1.万有引力定律（1）内容：自然界中任何两个物体都是相互 吸引的．引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比，跟它 们的距离的二次方成反比．
哥白尼在16世纪提出 了日心说．
日心说认为太阳是静 止不动的，地球和其 他行星都绕太阳运 动．
1543 年哥白尼的 《天体运行论》 出版， 书中详细描述了日心 说理论.
哥白尼
哥白尼的“日心说”
星学之王——第谷
丹麦天文学家 在丹麦汶岛建 立一个天文台， 经过二十一年的 观测，留下天体 运动的详细资料。
开普勒
万有引力定律
行星的运动
问题一：古代关于天体的运 动有哪两种学说？
１、地心说
托勒密于公元二世纪， 提出了自己的宇宙结构学说， 即“地心说”。
地心说认为地球是宇宙 的中心，是静止不动的，太 阳月亮及其他的行星都绕地 球运动。
地心说直到16世纪才被 哥白尼推翻。
托勒密
托勒密的地心说
２、日心说
行星为什么这样运动? 多数人：
行星作圆周运动是无需动因的.
行星为什么这样运动? 伽利略
(1564-1642)
一切物体都有合并的趋势，这种 趋势导致物体做圆周运动.
行星为什么这样运动? 开普勒
(1571-1630)
行星绕太阳运动一定是受到了来自 太阳的类似于磁力的作用.
行星为什么这样运动? 笛卡儿
思考：哪种观点你认为肯定错误？
多数人:行星圆周运动是无需动因的. 伽利略:一切物体都有合并的趋势. 开普勒:受到了来自太阳的类似于
磁力的作用. 笛卡儿:行星的周围有旋转的物质
作用在行星上. 胡 克:受到了太阳对它的引力.
问题1
将行星运动近似为圆轨道上的匀速 圆周运动：太阳和行星间的距离为r， 行星运动的周期为T，行星的质量为 m.请你学着牛顿的方法，证明太阳 对行星的引力F与r的二次方成反比.
(2)数学表达 F式 Gmr1： m 22
引力常量：G=6.67×10－11N.m2/㎏2，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。 （3）说明 ①适用于质点间引力大小的计算， r指两质点间的距离 ②牛顿第三定律成立 ③独立性：第三者不会干扰 ④方向：沿两质心连线背离受力物体。
例1.对于万有引力定律的表达式F=Gm1m2/r2， 下面说法中正确的是：
德国物理学家 开普勒 提出：行星运动三定律
天空立 法者— —开普 勒
开普勒第一定律
轨道定律:
所有行星分别在大小不同的椭圆轨 道上围绕太阳运动,太阳是在这些 椭圆的一个焦点上.
开普勒第二定律
面积定律: 太阳和行星的连线在相等的时间内 扫过相等的面积.
开普勒第三定律
周期定律:
所有行星的椭圆轨道的半长轴的 三次方跟公转周期的平方的比值 都相等.
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 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大．
C、m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2 是否相等无关．
D、m1与m2受到的引力总是大小相等，方向相反， 是一对平衡力．
提示： 1.物理规律要注意其成立的条件。 2.弄清一对平衡力和一对作用力和反作用力的区别
著名的月地检验
万有引力定律
自然界中任何两个物体都是互相吸 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
m1m2 r2
G值的测量：卡文迪许扭秤实验
问题3
分析扭秤实验装置测量G的原理 和实验装置设计的巧妙之处 ？
卡文迪许扭称实验的意义
①证明了万有引力的存在，使万有引力定律 进入了真正实用的时代； ②开创了微小量测量的先河，使科学放大思 想得到推广； ③卡文迪许被称为“第一个称量地球质量的 人”！
Fm v2m 4 2rm 4 2r3km1
r T2
T2r2
r2
思考：
太阳对行星的引力F跟太阳的质量有 关吗？
F
Mm r2
潮汐現象
攝於86年1月11日下午5:00
攝於86年1月11日下午2:00
果地Baidu Nhomakorabea的球 引对 力苹
的地
引球
力对 月
？
球
问题2
牛顿是怎样把天体间的引力与地 球对地面附近物体的引力统一起 来证明它们遵循相同的规律进而 得到万有引力的？
谢谢
英国伟大的物理学家、数学家、天文学家。 恩格斯说：“牛顿由于发现了万有引力定 律而创立了天文学，由于进行光的分解而 创立了科学的光学，由于创立了二项式定 理和无限理论而创立了科学的数学，由于 认识了力学的本性而创立了科学的力学。” 的确，牛顿在自然科学领域里作了奠基性 的贡献，堪称科学巨匠。
牛顿的赠言：
(1596-1650)
行星运动是因为行星的周围有旋转 的物质作用在行星上.
行星为什么这样运动?
胡克等人 (1652-1746)
行星围绕太阳运动是因为受到了太阳 对它的引力，提出如果行星的轨道是 圆形的，它所受的引力大小跟行星到 太阳的距离的二次方成反比.
行星为什么这样运动?
哈雷
英国天文学家
与牛顿讨论“关于平 方反比定律的轨迹问 题”
我不知道世人对我的看法怎样， 但是在我看来，我不过是一个在海 滨玩耍的孩子，为时而发现一块比 平常光滑的石子或美丽的贝壳而感 到高兴；但那浩瀚的真理之海洋， 却还在我的面前未曾发现呢？
作业：
卡文迪许被人们称为“能称出地球 质量的人”为什么？如果要你根据 地球表面的重力加速度粗算地球的 质量，你需要知道哪些物理量？该 如何计算？