万有引力定律课件PPT.ppt

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第二节第二节万有引力定律万有引力定律33分分钟钟阅阅读读课课本本第第一一自自然然段段，并并思思考考问问题。

题。

古古代代人人们们认认为为天天体体做做圆圆周周运运动动的的动动力力学原因是什么？

学原因是什么？

了解万有引力定律的发现历程了解万有引力定律的发现历程1717世纪前：

世纪前：

行星做得是完美而有神圣的圆周运动行星做得是完美而有神圣的圆周运动（无需什么动因）（无需什么动因）在行星的周围有旋转的物质作用在在行星的周围有旋转的物质作用在行星上，使得行星绕太阳运动行星上，使得行星绕太阳运动胡克、哈雷等：

胡克、哈雷等：

受到了太阳对它的引力。

证明了如果行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跟行星到太阳的距离的二次方成反比伽利略：

伽利略：

（15641642）一切物体都有合并的趋势，这种趋势导一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致天体做圆周运动致天体做圆周运动开普勒：

开普勒：

（15711630）一定是受到了来自太阳的类似于磁力的一定是受到了来自太阳的类似于磁力的作用才做圆周运动作用才做圆周运动笛卡尔：

笛卡尔：

（1596159616501650）关于行星运动的各种动力学解释关于行星运动的各种动力学解释关于行星运动的各种动力学解释关于行星运动的各种动力学解释开普勒时代牛顿牛顿经过认真的思考，经过认真的思考，认为地面上物体的自认为地面上物体的自由下落与天空中月亮由下落与天空中月亮围绕地球转的道理是围绕地球转的道理是相同的，都是由于地相同的，都是由于地球对它们球对它们有引力作用有引力作用。

那么，为什么同时受重力作用，表现那么，为什么同时受重力作用，表现出的现象却是一个是出的现象却是一个是苹果落地苹果落地，一个，一个是是月亮围绕地球转动月亮围绕地球转动呢？

月亮为什么呢？

月亮为什么不会象苹果那样落向地面呢？

为了说不会象苹果那样落向地面呢？

为了说明在重力作用下，为什么月亮不会落明在重力作用下，为什么月亮不会落向地面而围绕地球做圆周运动，牛顿向地面而围绕地球做圆周运动，牛顿给我们做了一个理想实验来说明这一给我们做了一个理想实验来说明这一问题。

问题。

牛牛顿顿的的人人造造地地球球卫卫星星草草图图物体围绕地球做圆物体围绕地球做圆周运动和苹果落地周运动和苹果落地一样也是物体受到一样也是物体受到重力的一种外在表重力的一种外在表现形式现形式牛顿牛顿在前人研究成在前人研究成果的基础上，凭借果的基础上，凭借他超凡的数学能力他超凡的数学能力发现了发现了万有引力定万有引力定律律，比较完美的给，比较完美的给出了天体的运动规出了天体的运动规律。

律。

自自然然界界中中任任何何两两个个物物体体都都是是相相互互吸吸引引的的，引引力力的的大大小小跟跟这这两两个个物物体体的的质质量量的的乘乘积积成成正正比比，跟它们的距离的二次方成反比跟它们的距离的二次方成反比F=Gr2m1m2一、定律内容一、定律内容二、表达式二、表达式三、推导过程三、推导过程万有引力定律的证明万有引力定律的证明结论：

行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，结论：

行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比跟行星到太阳的距离的二次方成反比.万有引力定律的证明万有引力定律的证明牛顿认为，既然这个引力与行星的质量成正牛顿认为，既然这个引力与行星的质量成正牛顿认为，既然这个引力与行星的质量成正牛顿认为，既然这个引力与行星的质量成正比，当然也应该和太阳的质量成正比比，当然也应该和太阳的质量成正比比，当然也应该和太阳的质量成正比比，当然也应该和太阳的质量成正比.因此，因此，因此，因此，如果用如果用如果用如果用mm表示太阳的质量，那么有表示太阳的质量，那么有表示太阳的质量，那么有表示太阳的质量，那么有G是一个常量，对任何行星都是相同的是一个常量，对任何行星都是相同的.1.m1.m11、mm22是两个物体的质量是两个物体的质量2.r2.r是两个物体间的距离：

是两个物体间的距离：

公式说明：

公式说明：

均匀球体指球心间距离均匀球体指球心间距离对于相距很远可看做质点的物对于相距很远可看做质点的物体，指质点间的距离体，指质点间的距离在均匀球体内部所受万有引力在均匀球体内部所受万有引力为零为零3.G3.G为常量，叫引力常量为常量，叫引力常量三、定律适用的条件三、定律适用的条件万有引力定律适用于计算质万有引力定律适用于计算质点间的引力点间的引力G=6.6710G=6.6710-11-11NmNm22/kg/kg22在数值上等于两个质量为在数值上等于两个质量为11kgkg的物体相距的物体相距11mm时的相互作用力时的相互作用力四、万有引力定律发现的意义四、万有引力定律发现的意义1.1.第一次揭示了自然界中的一种基本第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律相互作用规律2.2.使人们建立了信心：

人们有能力理使人们建立了信心：

人们有能力理解天地间各种事物解天地间各种事物五、重力与万有引力的关系五、重力与万有引力的关系11、地球上的物体、地球上的物体FF向向G22、地球的卫星、地球的卫星GMg=R2重力就是万有引力重力就是万有引力GMg=（R+H）2重力只是万有引力的重力只是万有引力的一个分力，只有在计一个分力，只有在计算要求不高或近似计算要求不高或近似计算时才可以认为重力算时才可以认为重力等于万有引力等于万有引力例一、求赤道上质量为例一、求赤道上质量为11kgkg的的物体的重力，向心力和它与地物体的重力，向心力和它与地球的万有引力。

（赤道上的重球的万有引力。

（赤道上的重力加速度力加速度g=9.78m/sg=9.78m/s22，地球半地球半径径R=6400kmR=6400km）答案：

答案：

9.789.78NN0.034N9.814N0.034N9.814N例例二二、地地球球半半径径为为RR，地地球球表表面面的的重重力力加加速速度度为为gg，若若高高空空中中某某处处的的重重力力加加速速度度为为g/2g/2，则则该该处处距距地地面面球表面的高度为：

球表面的高度为：

（）AA（11）RRBBRRCCRRDD2R2RA例三、例三、假设火星和地球都是球体，假设火星和地球都是球体，火星的质量火星的质量MM火火和地球的质量和地球的质量MM地地之比之比MM火火/MM地地=pp，火星的半径火星的半径RR火火和地球的和地球的半径半径RR地地之比之比RR火火/RR地地=qq，那么火星表那么火星表面处的重力加速度面处的重力加速度gg火火和地球表面处和地球表面处的重力的加速度的重力的加速度gg地地之比等于之比等于A.p/qA.p/q22B.pqB.pq22C.p/qC.p/qD.pqD.pqA例例四四、月月球球质质量量是是地地球球质质量量的的1/811/81，月月球球半半径径是是地地球球半半径径的的1/3.81/3.8，在在距距月月球球表表面面1414mm高高处处，有有一一质质量量m=60kgm=60kg的物体自由下落。

的物体自由下落。

（11它落到月球表面需要多少时间？

它落到月球表面需要多少时间？

（22它它在在月月球球上上的的重重力力和和质质量量跟跟在在地地球球上上是是否否相相同同？

（已已知知地地球球表表面面的的重重力加速度力加速度gg地地=9.8=9.8m/sm/s22）答案：

答案：

44ss在月球在月球104.4104.4NN地球地球588588NN