万有引力定律课件1

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1、第二节万有引力定律是怎样发现的吉尔伯特一、发现万有引力的过程17世纪前：行星理所应当的做这种完美的圆周运动猜想行星是依靠太阳发出的磁力维持着绕日运动的意识到太阳有一种力支配着行星的运动受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。笛卡尔胡克、哈雷提出“涡流”假设开普勒苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转……这些现象引起了牛顿的沉思。二、万有引力定律的发现牛顿的思考：（１）“天上的力”和“人间的力”是同一种力吗？（２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？牛顿的猜想：苹果与月球受到的引力可能是同一种力!提出万有引力三、前进道路上的三

2、重困难行星沿椭圆轨道运动，速度的大小、方向不断发生变化，如何解决这种变化的曲线运动问题，当时还缺乏相应的数学工具。采用微积分的方法天体是一个庞然大物，如果认为物体间有引力，那么如何计算由天体各部分对行星产生的力的总效果呢？当时同样缺乏理论上的工具。提出质点的概念（将庞大天体质量集中于球心）如果天体间是相互吸引的，那么在众多天体共存的太阳系中，如何解决他们之间相互干扰这一复杂的问题呢？只考虑太阳对行星的作用（合理简化）万有引力定律的推导事实上，行星运动的椭圆轨道很接近于圆形轨道，我们把行星绕太阳运动的椭圆轨道可以近视看作为一个圆形轨道，这样就简化了问题，易于我们在现有认知水平上来接受.

3、据开普勒三定律,是个常量得出结论:再根据牛顿第三定律，行星吸引太阳的力跟太阳吸引行星的力大小相等、性质相同，故引力也应当和太阳的质量M成正比。因此：写成等式：2′rMFµ二、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的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。3、说明G为引力常量质点间的距离r均匀球体球心间的距离2、表达式：其中G是引力常量。（1）单位：N●m2/kg2（2）标准值：G=6.67259x10-11N●m2/kg2常用值：G=6.67x10-11N●m2/kg2（3）注意：与重力的符号区别开来◆思考：我们人与人之间也一样存在万有

4、引力，可是为什么我们感受不到呢？假设质量均为60千克的两位同学，相距1米，他们之间的相互作用的万有引力多大？=6.67×10-11×60×60/12=2.4×10-7(N)2.4×10-7N是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。◆计算: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=2.0×1030kg，地球质量为m=5.98×1024kg，日地之间的距离为R=1.5×1011km由=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2=3.5×1022(N)3.5×1022N非常大，能够拉断直径为90km的钢柱。而太阳对质量为5

5、0kg的人，引力很小，不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。万有引力定律发现的意义是自然界中的一条基本规律是物理世界中普遍规律的经典将宇宙学从神学和迷信中解放出来，体现人定胜天对于距离的确定大致可以分为两种情况：a.若可以看做质点,则为两质点间距.b.对于不能视为质点,而质量分布均匀的球体,应是两球心间距.例题1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（）A、B、C、D、Dr1rr2三、引力常量的测量——扭秤实验（1）实验原理：科学方法——微小量放大法卡文迪许卡文迪许实验室（２）实验数据G值为6.67×

6、10-11N·m2/kg2卡文迪许小传卡文迪许，1731年出生在英国。他一生都在实验室和图书馆中度过，在化学、热学、电学方面进行过许多实验探索。但由于他对荣誉看得很轻，所以对于发表实验结果以及得到发现优先权却很少关心，致使其许多成果一直未被公开发表。直到19世纪中叶，人们才从他的手稿中发现了一些极其珍贵的资料，证实他对科学发展做出了巨大贡献。最富有的学者，最博学的富豪据说卡文迪许很有素养，但是没有当时英国的那种绅士派头。他不修边幅，几乎没有一件衣服是不掉扣子的；他不好交际，不善言谈，终生未婚，过着奇特的隐居生活。卡文迪许为了搞科学研究，把客厅改作实验室，在卧室的床边放着许多观察仪器，

7、以便随时观察天象。他从祖上接受了大笔遗产，成为百万富翁。不过他一点也不吝啬。有一次，他的一个仆人因病生活发生困难，向他借钱，他毫不犹豫地开了一张一万英镑的支票，还问够不够用。卡文迪许酷爱图书，他把自己收藏的大量图书，分门别类地编上号，管理得井井有序，无论是借阅，甚至是自己阅读，也都毫无例外地履行登记手续。卡文迪许可算是一位活到老、干到老的学者，直到79岁高龄、逝世前夜还在做实验。卡文迪许一生获得过不少外号，有“科学怪人”，“科学巨擘”，“最富有的学者，最博