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1、6.3萬(wàn)有引力定律,在上一節(jié)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)追尋牛頓的足跡，通過(guò)重新“發(fā)現(xiàn)”萬(wàn)有引力定律，體會(huì)科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的思路和過(guò)程.,是什么原因使行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)而沒(méi)有離開(kāi)太陽(yáng)？,牛頓：太陽(yáng)對(duì)行星的引力使行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)不能飛離太陽(yáng),是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒(méi)有離開(kāi)地球？,思考,是什么原因使人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)?,思考,樹(shù)上熟透的蘋(píng)果掉下來(lái)落到地面上,地面上的物體，被拋出去后總要落回地面，是什么原因使物體不離開(kāi)地球呢？,思考,繼續(xù)猜想：太陽(yáng)對(duì)行星的引力地球?qū)υ虑虻囊Φ厍驅(qū)Φ孛嫔咸O(píng)果的引力,也許是同一種力，遵從相同規(guī)律,二、萬(wàn)有引力的檢驗(yàn),-月-地檢驗(yàn),目的：驗(yàn)證地球?qū)Φ孛嫔咸O(píng)果的引力地球?qū)υ虑虻囊?遵循,
2、思路：1、假定猜想成立，理論推導(dǎo)2、實(shí)際測(cè)量,若二者結(jié)果一致則假設(shè)成立若二者結(jié)果不一致則假設(shè)就不成立,月-地檢驗(yàn),地球?qū)μO(píng)果的引力:,理論推導(dǎo),1、先假定猜想成立：,蘋(píng)果下落的加速度:,地球?qū)υ虑虻囊?,蘋(píng)果下落的加速度:,月球繞地球公轉(zhuǎn)的加速度：,在牛頓的時(shí)代，已能比較精確測(cè)定：月球與地球的距離3.8108m月球公轉(zhuǎn)周期T=27.3天地球的自由落體加速度g=9.8m/s2求月球公轉(zhuǎn)的向心加速度：,實(shí)際測(cè)量計(jì)算與假設(shè)的理論推導(dǎo)結(jié)果一致,即：月球公轉(zhuǎn)軌道半徑r=3.8108m,問(wèn)題1：地面上的兩個(gè)物體間是否存在引力？問(wèn)題2：若地面上的兩個(gè)物體間存在引力，為何兩個(gè)物體沒(méi)有在引力作用下緊靠在一起？
3、,宇宙中的一切物體間都有引力:,大膽設(shè)想：,事實(shí)上，自然界中任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體間都存在引力.1687年牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律,三、萬(wàn)有引力定律的得出,萬(wàn)有引力定律,1.內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線(xiàn)上，引力的大小F與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們的距離r的二次方成反比.,2.公式：,m1,m2-兩物體的質(zhì)量r-兩物體間的距離G-比例系數(shù)，叫引力常量，適用于任何物體，G的國(guó)際單位,Nm2/kg2,3.萬(wàn)有引力的理解,普遍性：任何兩個(gè)物體之間都存在引力（大到天體小到微觀(guān)粒子），萬(wàn)有引力是自然界中物體間的基本相互作用之一,相互性：萬(wàn)有引力也是力的一種，力的作用
4、是相互的，具有相互性，符合牛頓第三定律,宏觀(guān)性：通常情況下萬(wàn)有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀(guān)的物理意義。在微觀(guān)世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬(wàn)有引力很不顯著，萬(wàn)有引力可以忽略不計(jì),4.公式的適用條件：（理想情況）兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間引力大小的計(jì)算（實(shí)際情況）若兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)大于物體本身大小時(shí)，兩個(gè)物體可看成質(zhì)點(diǎn)如：太陽(yáng)與行星間地球與月球間,r為兩質(zhì)點(diǎn)間的距離,r為兩天體中心的距離,質(zhì)量分布均勻的兩個(gè)球體，可視為質(zhì)量集中于球心,r為物體到地心的距離,r為兩球心間的距離,問(wèn)題：當(dāng)兩物體間的距離時(shí),則兩物體之間的引力,這種觀(guān)點(diǎn)對(duì)么？,【解析】：當(dāng)兩物體間距離時(shí)，物體
5、不能看成質(zhì)點(diǎn)，公式已不再適用,牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，但卻無(wú)法算出兩個(gè)天體間的萬(wàn)有引力大小，因?yàn)樗恢酪ΤＡ縂的值.,四、萬(wàn)有引力定律的檢驗(yàn)-引力常量G的測(cè)量實(shí)驗(yàn),1798年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置,第一次在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)兩個(gè)鉛球間的引力大小F做了精確測(cè)量和計(jì)算，比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量G的數(shù)值,引力常量G的測(cè)量實(shí)驗(yàn),放大思想,實(shí)驗(yàn)原理：,G的含義表示兩質(zhì)量m1=m2=1kg的勻質(zhì)小球，相距r=1m時(shí)萬(wàn)有引力的大小,引力常量通常取,測(cè)定引力常量G的重要意義,1、用實(shí)驗(yàn)證明了萬(wàn)有引力的存在2、使萬(wàn)有引力定律公式有了真正的實(shí)用價(jià)值可以計(jì)算天體間的引力大小，可間接計(jì)算天體的質(zhì)量、平均密
6、度等如：根據(jù)地球表面的重力加速度可以測(cè)定地球的質(zhì)量,例2：根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律說(shuō)明：開(kāi)普勒第三定律中k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)，只與太陽(yáng)有關(guān)的常量.,建立模型行星繞太陽(yáng)近似做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得,例2：根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律說(shuō)明：開(kāi)普勒第三定律中k是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)，只與太陽(yáng)有關(guān)的常量.,萬(wàn)有引力與重力,知識(shí)拓展,m,R,在兩極：,在赤道：,赤道表面物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力,由于物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力很小,則萬(wàn)有引力大小近似等于重力,卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)出了引力常量G的值，他把自己的實(shí)驗(yàn)說(shuō)成是“稱(chēng)量地球的重量”。在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)量幾個(gè)鉛球之間的引力，就可以稱(chēng)量地球，這
7、不能不說(shuō)是一個(gè)科學(xué)奇跡。著名文學(xué)家，馬克吐溫滿(mǎn)懷激情地說(shuō)“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，竟然贏(yíng)得那么多收獲！”,課堂小結(jié),科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過(guò)程往往是大膽猜想和嚴(yán)格求證的結(jié)合.,1、萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程2、萬(wàn)有引力定律的理解,1.既然任何物體間都存在著引力，為什么當(dāng)兩個(gè)人接近時(shí)不會(huì)吸在一起?我們通常分析物體的受力時(shí)是否需要考慮物體間的萬(wàn)有引力？請(qǐng)你根據(jù)實(shí)際情況，應(yīng)用合理的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明以上兩個(gè)問(wèn)題。故它們之間的引力很小，且小于它們與地面間的摩擦力，故兩人不會(huì)吸在一起；受力分析時(shí)可不考慮物體間引力,問(wèn)題與練習(xí),2、大麥哲倫云和小麥哲倫云是銀河系外離地球最近的星系（很遺憾，在北半球看不見(jiàn)）.大麥哲倫云的質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量1010倍，即，小麥哲倫云的質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的109倍，兩者相距，求它們間的引力.,解析：有萬(wàn)有引力定律得,萬(wàn)有引力的宏觀(guān)性,3、一個(gè)質(zhì)子由兩個(gè)u夸克和一個(gè)d夸克組成。一個(gè)夸克的質(zhì)量是求兩個(gè)夸克相距時(shí)的萬(wàn)有引力,解析：有萬(wàn)有引力定律得,
萬(wàn)有引力定律(公開(kāi)課)29101.ppt
