物理：3.1《万有引力定律》课件(粤教版必修2)

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1、学习目标：1.了解地心说和日心说的基本内容和代表人物以及人类对天体运动探索的发展历程．2．了解开普勒三大定律和处理行星运动问题的基本思路．3．能应用开普勒三大定律分析相关问题．4．理解万有引力定律的含义并会用它进行有关分析和计算．第一节万有引力定律一.天体究竟做怎样的运动1.地心说：托勒玫(90-168)——在古代，以希腊亚里士多德为代表，认为地球是宇宙的中心。其它天体则以地球为中心，在不停地运动。这种观点，就是“地心说”。公元二世纪，天文学家托勒密，把当时天文学知识总结成宇宙的地心体系，发展完善了“地心说”，描绘了一个复杂的天体运动图象。

2、托勒玫认为，行星P在以C点为中心的轨道上做匀速圆周运动的同时，圆心C点也沿以O点为圆心的轨道相对于离地球不远的Q点做匀速圆周运动，这两种运动的复合，构成了行星的运动。“地心说”行星运行图2.日心说：哥白尼(1473-1543)——波兰天文学家哥白尼经过近四年的观测和计算，于1543年出版了“天体运行论”正式提出“日心说”。“日心说”认为，太阳不动，处于宇宙的中心，地球和其它行星公转还同时自转。“日心说”对天体的描述大为简化，同时打破了过去认为其它天体和地球截然有别的界限，是一项真正的科学革命。“日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫这个

3、学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为：“哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”“日心说”行星运行图十七世纪，德国人开普勒在“日心说”的基础上，整理了他的老师，丹麦人第谷20多年观测行星运动的数据后，经过四年艰苦计算，总结了关于行星运动的三条规律，即：3.开普勒行星运动定律：开普勒（1571-1630）开普勒第一定律（椭圆轨道定律）——所有行星分别在大小不同的轨道上围绕太阳运动。太阳在这些椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律(面积定律)——对任意行星来说，他与太阳的连线在相等的时间内扫过相等

4、的面积。开普勒第三定律(周期定律)——行星绕太阳运动轨道半长轴的立方与运动周期的平方成正比。第一节万有引力定律二.万有引力定律的发现1.科学家对行星运动原因的各种猜想2.牛顿总结了地球对地面上的物体的引力、太阳对行星的引力、以及行星对卫星的引力，都遵守相同的规律，是同一性质的力。牛顿把这种引力规律做了推广，在1687年发表了万有引力定律。3.万有引力定律内容——任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两个物体的乘积成正比，与他们的距离的平方成反比。其数学表达式为：第一节万有引力定律万有引力定律：【说明】1.m1和m2表示两个物体的质量，r表

5、示他们的距离，2.G为引力常数。G=6.67×10－11N·m2/kg2G的物理意义——两质量各为1kg的物体相距1m时万有引力的大小。【说明】万有引力定律的：①普遍性；②相互性；③宏观性；④特殊性；⑤适用条件；【注意】①万有引力公式适用于可视为质点的物体；②r—质点间的距离（球心距）。第一节万有引力定律引力常数的测定——卡文迪许扭秤G=6.67×10－11N·m2/kg2第一节万有引力定律引力常量的物理意义——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。万有引力定律的适用条件：——适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互

6、作用。（两物体为均匀球体时，r为两球心间的距离）万有引力定律发现的重要意义：万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具有深远的影响。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来。在科学文化发展上起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大的信心，人们有能力理解天地间的各种事物。第一节万有引力定律几种引力的比较第一节万有引力定律【例题】如图所示，在距一个质量为M，半径为R，密度均匀的球体表面R处，有一个质量为m的质点。此时M对m的万有引力为F1。当从M中挖去如图所示半径为R/2的球体时，剩下部分对m的万有引力

7、为F2，则F1与F2的比为多少？【答案】9:7第一节万有引力定律【例题】地球的质量大约为月球质量的81倍。一飞行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为。【答案】9:1