《萬有引力理論的成就》課件7 新人教版必修2

1、萬有引力定律,,開普勒第一定律 （幾何定律）,所有的行星圍繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。,*開普勒第二定律 （面積定律）,對(duì)于每一個(gè)行星而言，太陽和行星的聯(lián)線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。,開普勒第三定律 （周期定律）,所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。,,,,,,,R,開普勒定律回顧,(一)關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的各種動(dòng)力學(xué)解釋,17世紀(jì)前：,,,,,行星理所應(yīng)當(dāng)?shù)淖鲞@種完美的圓

2、周運(yùn)動(dòng),一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致物體做圓周運(yùn)動(dòng)。,受到了來自太陽的類似與磁力的作用。,在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。,受到了太陽對(duì)它的引力，證明了如果行星的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比。,我們?cè)賮碚J(rèn)識(shí)一位偉大的科學(xué)家,,,,牛頓(1643—1727)是英國著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家，是十七世紀(jì)最偉大的科學(xué)巨匠。牛頓一生對(duì)科學(xué)事業(yè)所做的貢獻(xiàn)，遍及物理學(xué)

3、、數(shù)學(xué)和天文學(xué)等領(lǐng)域。牛頓在物理學(xué)上最主要的成就，是創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)的基本體系， 對(duì)于光學(xué)，牛頓致力于光的顏色和光的本性的研究，也作出了重大貢獻(xiàn)。牛頓在數(shù)學(xué)方面，總結(jié)和發(fā)展了前人的工作，提出了“流數(shù)法”，建立了二項(xiàng)式定理，創(chuàng)立了微積分。在天文學(xué)方面，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡，并且用它初步觀察到了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。,牛 頓,萬有引力定律的推導(dǎo),●事實(shí)上，行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道很接近于圓形軌道，我們把行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道可以近視

4、看作為一個(gè)圓形軌道， 這樣就簡化了問題，易于我們?cè)诂F(xiàn)有認(rèn)知水平上來接受.,,得出結(jié)論:,,行星和太陽之間的引力跟行星的質(zhì)量成正比,跟行星到太陽距離的二次方成反比.,,●再根據(jù)牛頓第三定律，行星吸引太陽的力跟太陽吸引行星的力大小相等、性質(zhì)相同，故引力也應(yīng)當(dāng)和太陽的質(zhì)量M成正比。因此：,寫成等式：,,,*其中G是一個(gè)引力常量。,（1）單位：N m2/kg2,（2）標(biāo)準(zhǔn)值：G=6.67259 x10-11N m2/kg2,,常

5、用值：G=6.67 x10-11 N m2/kg2,（3） 注意：與重力的符號(hào)區(qū)別開來,*對(duì)于距離的確定大致可以分為兩種情況：,a.若可以看做質(zhì)點(diǎn),則為兩質(zhì)點(diǎn)間距.,b.對(duì)于不能視為質(zhì)點(diǎn),而質(zhì)量分布均勻的球體,應(yīng)是兩球心間距.,,引力的推廣,,,牛頓還研究了月球繞地球的運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)現(xiàn)這個(gè)引力也符合此規(guī)律,同時(shí)許多不同的物體之間都有引力,都遵循這一規(guī)律,從而牛頓將這一規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體,得出了著名的萬有引力定律,●“月—地”檢驗(yàn),

6、月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力就是月地之間的引力,即:,又因?yàn)榈厍虮砻娴奈矬w所受重力近似等于地球?qū)λ囊?即:,所以,,,（三）萬有引力定律的內(nèi)容,,自然界中任何兩個(gè)物體都是互相吸引的,引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比.,,,思考題:,,自然界任何兩個(gè)物體都是吸引的,為什么我們平時(shí)沒有感覺到人與人間的萬有引力?,練習(xí):,估算兩個(gè)均為50kg的人,在相距1米時(shí)的萬有引力的大小.,17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成

7、果之一，第一次揭示 了自然界中的一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史上樹立了一座里程碑。,,在文化發(fā)展史上的重大意義：使人們建立了有能 力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思想，在科學(xué)文化的發(fā)展史上起了積極的推動(dòng)作用。,萬有引力定律的意義,小 結(jié),1.推導(dǎo)萬有引力定律的思路及方法.2.任何兩個(gè)物體間存在著相互作用的引力的一般規(guī)律： 即其中G為萬有引力常量，r為兩物間的距離.3.萬有引力

8、的普遍性：它普遍存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體它們之間是否還有其它作用力。4.兩個(gè)物體間的萬有引力是一對(duì)作用力和反作用力。5.萬有引力定律只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用。6.萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，把地面上的物體和天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律統(tǒng)一起來，打破了天體運(yùn)動(dòng)的神秘性,火星的半徑是地球半徑的一半，火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9；那么地球表面50 kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質(zhì)量的物體受到火星吸引力的_______倍