高一物理万有引力定律.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高一物理万有引力定律课件,一：,【,人类对天体运动的,探索历程,】,地心说,日心说,圆周运动,哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。近代早期最重要的观测工作是由丹麦的,第谷,（,1546-1601,）进行的。,德国天文学家,开普勒,（,1571-1630,）应用,行星绕太阳做圆周运动的模型,描述火星的运动,时，发现与其老师第谷的观测值有,8,分的误差,，他坚信老师数据正确，毅然否定火星做匀速圆周运动，经多种拟合、反复核算，终于发现,火星做椭圆运动,。,椭圆运动,开普勒对行星运动规律的描述,。,开 普 勒,第一定律：,(,轨道定律,),第二定律：,(,面积定律,),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,上。,行星和太阳的连线，在,相等的时间,内扫过,相同的面积,。,课堂笔记,同一颗行星在,近日点的速率,大于,远日点的速率,.,第三定律：,(,周期定律,),R,3,T,2,=,k,注：,1,）,K,与行星无关，只与,“,中心天体,”,-,太阳,质量,有关。,2,）,T,是,公转周期,，不是自转周期。,所有行星的椭圆,轨道的半长轴的立方,跟公转,周期的平方,的比值都相等。,课堂笔记,火星,地球,F,F,太阳,R,O,A,B,1,2,胡克、哈雷、雷恩等：行星的运动是太阳的引力的缘故，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的平方成反比；,如图所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为（）,如果有一天万有引力突然消失,世界将发生什么变化?对你的生活将产生什么影响?,G适用于任何两个物体，它在数值上等于质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力。,三、万有引力与重力之间的关系,(周期定律),太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到我们感受不到太阳的引力！,在地球表面,重力只是万有引力的一个分力.,由牛顿第二定律F=ma可知，加速度与物体的质量成反比，而在自由落体运动中，物体的加速度与物体的质量无关，这似乎是矛盾的,你如何看待这一问题?,(2)如果在地球表面附近把苹果水平抛出，苹果的运动能和月球的运动一样吗？,哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。,(3)一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力,可用公式计算，其中r是球心到质点间的距离。,17世纪前：认为天体做匀速圆周运动最完美，天体神圣和永恒，无需动因。,如果有一天万有引力突然消失,世界将发生什么变化?对你的生活将产生什么影响?,那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？,关于行星运动的各种,动力学解释,17,世纪前,：,认为天体做匀速圆周运动,最完美，天体神圣和永恒,，,无需,动因。,伽利略,：行星的运动与地面的运动遵从不同的规律,，行星运动是“,惯性,”自行维持的。,开普勒,：行星的运动是由于,太阳磁力吸引,的缘故，磁力,与距离成反比,。,胡克、哈雷、雷恩,等：行星的运动是,太阳的引力,的缘故，其所受的引力大小跟行星到太阳的,距离的平方成反比,；认为,重力是地球引力产生的,。,笛卡儿,：宇宙由不停旋转着的微粒所组成，微粒的运动形成漩涡。太阳和行星在各自的漩涡中心。行星漩涡带动卫星运动，太阳的,漩涡带动,行星和卫星一起运动。,牛顿关于苹果落地的思考：,(1),苹果为什么会落地,?,如果苹果树长到月球那么高,苹果会落到地面上吗,?,月球为什么不落到地球上呢,?,(2),如果在地球表面附近把苹果水平抛出，苹果的运动能和月球的运动一样吗？,猜想,1,：,苹果所受的重力和月球所受的引力可能是同一性质的力,。,猜想,2,：行星绕太阳的运动和卫星绕行星的运动相似,故,行星对它的卫星的引力、太阳对行星的引力可能是同一性质的力,。,猜想,3,：既然一切天体之间有引力，地球与物体之间有引力。那么，,所有物体之间可能存在相互吸引的力,。,二、苹果落地的思考：万有引力定律的发现,1.,万有引力定律内容,：,宇宙间任何两个有质量的物体间都存在相互吸引,，其,大小,与,两物体的质量乘积成正比,，与它们间,距离的平方成反比,。,2.,数学表达式：,(,由,牛顿,于,1687,年在其出版的,自然哲学的数学原理,一书中提出,.),3.,引力常数,G,：由,卡文迪许,利用,扭秤,测得。,G,适用于任何两个物体，它在数值上等于质量都是,1kg,的物体相距,1m,时的相互作用力。,4.,万有引力定律公式的,适用条件,(1),适用于计算两个,质点间相互作用,.,(2),两个质量分布均匀的球体间的相互作用，可用公式计算，其中,r,是两个球体球心的距离,。,(3),一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力,可用公式计算，其中,r,是球心到质点间的距离,。,(4),两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,公式也近似适用，其中,r,是两物体中心间的距离,。,(4)两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,公式也近似适用，其中r是两物体中心间的距离。,哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。,三、万有引力与重力之间的关系,(2)如果在地球表面附近把苹果水平抛出，苹果的运动能和月球的运动一样吗？,如果苹果树长到月球那么高,苹果会落到地面上吗?,(4)两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,公式也近似适用，其中r是两物体中心间的距离。,如图所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为（）,月球为什么不落到地球上呢?,在地球高空,重力就是万有引力.,万有引力定律指出,任何物体间都存在着引力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算一下你和同桌同学之间的引力有多大？,r：质点(球心)间的距离,适用条件:质点或均质球体,猜想3：既然一切天体之间有引力，地球与物体之间有引力。,万有引力定律指出,任何物体间都存在着引力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算一下你和同桌同学之间的引力有多大？,哥白尼的宇宙体系动摇了基督教宇宙体系的根基，但它并没有在天文测算的精确度上有多大的提高。,在地球表面,重力只是万有引力的一个分力.,(4)特殊性：两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关。,1.,如果有一天万有引力突然消失,世界将发生什么变化,?,对你的生活将产生什么影响,?,2,.,万有引力定律指出,任何物体间都存在着引力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算一下你和同桌同学之间的引力有多大？,那么,太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？,已知：太阳的质量为,M=2.010,30,kg,，地球质量为,m=6.010,24,kg,，日地之间的距离为,R=1.510,11,m,能拉断直径为,9000km,的钢柱,!,太阳对质量为,50kg,的人，引力很小，不到,我们感受不到太阳的引力！,5.,对,万有引力定律,的理解,(1),普遍性,：万有引力不仅存在太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间,任何两个有质量的物体之间,都存在着这种相互吸引的力。,(2),相互性,：两个有质量的物体之间的万有引力是,一对作用力与反作用力,，总是满足大小相等、方向相反，作用在两个物体上。,(3),宏观性,：在地面上的一般物体之间，由于质量比较小物体间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计,但在,质量巨大的天体之间,或,天体与其附近的物体之间,万有引力起着决定性作用,。,(4),特殊性,：两个物体之间的,万有引力,只与它们本身的质量和它们间的距离有关,，而,与所在空间的性质无关,，也,与周围是否存在其他物体无关,。,5.,如图所示，,r,虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为,m,1,与,m,2,，则两球间万有引力的大小为（）,r,1,r,r,2,图,7,9,A.,B.,C.,D.,练 习,D,三、万有引力与重力之间的关系,重力随纬度的增大而增大。,1.,在地球表面,重力只是万有引力的一个分力,.,重力随高度的增大而减小。,F,向,很小,2.,在地球高空,重力就是万有引力,.,(,因物体不再受地球自转影响！,),2.,由牛顿第二定律,F=ma,可知，加速度与物体的质量成反比，而在自由落体运动中，物体的加速度与物体的质量无关，这似乎是矛盾的,你如何看待这一问题,?,由,F=ma,可知，当,F,一定,时，。,而在自由落体运动中，物体所受合外力,F,是随着,r,的变化而变化,的。,另外，由上式可推出 ，对任何物体只要,在地球表面的同一高度，其重力加速度都是一样的,。,1.,轨道定律,2.,面积定律,3.,周期定律,课堂小结,一、开普勒三大定律,二、万有引力定律,1.,万有引力定律内容：,2.,公式：,r,：质点,(,球心,),间的距离,G,=6.6710,11,N,m,2,/kg,2,3.,适用条件,:,质点,或,均质球体,4.,理解,:,普遍性、相互性、宏观性、特殊性,三、,G,与,F,引,关系,地球高空,地球表面,