高中物理新课标人教版教学课件：第6章3 万有引力定律 23页

3万有引力定律 1.体会物理研究中猜想与验证的魅力，能够踏着牛顿的足迹了解月地检验。2.进一步大胆地推导出万有引力定律。3.了解引力常量的测量及意义。 复习提问：行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由谁提供？该力的特点是什么？由太阳与行星间的引力提供，引力大小为，与两星体质量的乘积成正比，与两星体距离的平方成反比。 月球为什么不会落到地球上来呢？苹果为什么会落地？如果苹果树长到月球那么高，苹果还会落到地面吗？月球为什么不会落到地球上呢？是因为受不到地球的作用力吗？如果月球不受力，它将做直线运动，如果月球受重力，没有切向线速度，事实上，月球绕地球做匀速圆周运动需要向心力，该力是地球对月球的引力提供。 地球对苹果的引力地球对月球的引力 牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆。并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。 一.猜想的验证：月地检验。如果它们是同一种性质的力，满足同一规律。对于苹果 地球对月球的引力向心加速度为 根据当时实验观测数据T=27.3天，r=3.8×108m，求得的月球的向心加速度为：实验表明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，以及太阳与行星间的引力，遵循规律 二、万有引力定律1.定律表述：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，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。 【说明】:1.m1和m2表示两个物体的质量，r表示它们的距离。2.G为引力常量。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。3.适用条件：适用于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用。（两物体为均匀球体时，r为两球心之间的距离） 例1.由公式距离趋向于0时,两物体之间的引力趋于无穷大。这种观点对吗？可知，当两物体之间的当两物体间距离趋于0时，公式已不适用如果有一天万有引力突然消失，世界将发生什么变化？对你的生活将产生什么影响？ 练习1.万有引力定律指出，任何两个物体间都存在着引力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起?【解析】由知，当两人靠近时，由于G值很小，故它们之间的引力很小，且小于它们与地面间的摩擦力，故两人没吸引到一起。 三.引力常量的测定1.1687年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功。2.其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功。3.直到1798年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小做了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量。 测定引力常量的重要意义1．证明了万有引力的存在。2．开创了测量弱力的新时代（英国物理学家坡印廷语）。3．使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等。如根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量。 例2.要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法可采用的是（）A.使两个物体质量各减小一半，距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变C.使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变D.两物体的距离和两物体质量都减小为原来的1/4ABC 练习2.关于万有引力，下列说法中正确的是：()A.万有引力只有在天体之间才体现出来B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎可以忽略C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近的B 例3.地球的半径为R，地球表面处物体所受的重力为mg，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（）A.离地面高度R处为4mgB.离地面高度R处为C.离地面高度2R处为D.离地面高度处为4mgB 万有引力与重力 在赤道，向心力最大，重力最小；在两极，无向心力，重力最大；纬度越高，重力越大，g越大。实际计算中忽略地球自转影响，近似认为物体受到的重力就是地球对物体的万有引力。 万有引力定律表述：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的方向沿两物体的连线，引力的大小F与这两个物体质量的乘积m1m2成正比，与这两个物体间距离r的平方成反比。