萬有引力定律

1、“地心說地心說”和和“日心日心說說”1.地心說：托勒密地心說：托勒密(90-168)Claudius Peolemy 在古代，以希臘在古代，以希臘亞里士多德亞里士多德為代表，為代表，認(rèn)為地球是宇宙的中心。其它天體則以認(rèn)為地球是宇宙的中心。其它天體則以地球為中心，在不停地運動。這種觀點，地球為中心，在不停地運動。這種觀點，就是就是“地心說地心說”。天文學(xué)家。天文學(xué)家托勒密托勒密，發(fā)，發(fā)展完善了展完善了“地心說地心說”，描繪了一個復(fù)雜，描繪了一個復(fù)雜的天體運動圖象。的天體運動圖象。亞里士多德亞里士多德托 勒 密波蘭天文學(xué)家波蘭天文學(xué)家哥白尼哥白尼提出提出“日心說日心說”。 “日心說日心說”認(rèn)為，太

2、陽不動，處于宇宙認(rèn)為，太陽不動，處于宇宙的中心，地球和其它行星公轉(zhuǎn)還同時自轉(zhuǎn)。的中心，地球和其它行星公轉(zhuǎn)還同時自轉(zhuǎn)。 “日心說日心說”對天體的描述大為簡化，同對天體的描述大為簡化，同時打破了過去認(rèn)為其它天體和地球截然有別時打破了過去認(rèn)為其它天體和地球截然有別的界限，是一項真正的科學(xué)革命。的界限，是一項真正的科學(xué)革命。哥哥 白白 尼尼 “日心說日心說”和宗教的主張是相反的。為宣傳和捍衛(wèi)這個學(xué)和宗教的主張是相反的。為宣傳和捍衛(wèi)這個學(xué)說，意大利學(xué)者布魯諾被宗教裁判所活活燒死。伽利略受到說，意大利學(xué)者布魯諾被宗教裁判所活活燒死。伽利略受到殘酷的迫害，后人把歷史上這樁勇敢的壯舉形容為：殘酷的迫害，后人把

3、歷史上這樁勇敢的壯舉形容為：“哥白哥白尼攔住了太陽，推動了地球。尼攔住了太陽，推動了地球?！毙行鞘窃鯓舆\動的？行星是怎樣運動的？（幾何定律）（幾何定律） l由此可見：行由此可見：行星在遠(yuǎn)日點星在遠(yuǎn)日點a的的速率最小，在近速率最小，在近日點日點b的速率最的速率最大。大。地球地球太陽太陽R表達(dá)式：表達(dá)式：T 2R3=KR：橢圓軌道的半長軸橢圓軌道的半長軸T：行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期行星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期討論討論: :金星、火星的公轉(zhuǎn)周期與地球相比金星、火星的公轉(zhuǎn)周期與地球相比, ,哪一個哪一個大？為什么？大？為什么？KTR23拓展拓展:K:K與什么有關(guān)與什么有關(guān)? ?K：由由決定決定R地球火星金星蘋果落

4、地蘋果落地重力的作用；重力的作用； 蘋果樹像月球一樣高蘋果樹像月球一樣高蘋果也會落地。蘋果也會落地。月球為什么不落地？月球為什么不落地？蘋果樹上的蘋果相對地面靜止蘋果樹上的蘋果相對地面靜止 。 如果月球也相對地面靜止月球會落回地面嗎？如果月球也相對地面靜止月球會落回地面嗎？ 會落回地面：會落回地面：說明月球相對地面具有速度說明月球相對地面具有速度 如果月球那么高的蘋果具有月球一樣的速度呢？如果月球那么高的蘋果具有月球一樣的速度呢？ 也會像月球一樣不落回地面。也會像月球一樣不落回地面。如果月球也相對地面靜止月球會落回地如果月球也相對地面靜止月球會落回地面嗎？面嗎？如果月球那么高的蘋果具有月球一樣

5、的速度如果月球那么高的蘋果具有月球一樣的速度呢？呢？如果蘋果樹長到月球那么高，蘋如果蘋果樹長到月球那么高，蘋果還會落到地面嗎？果還會落到地面嗎？地球牛頓人造衛(wèi)星原理圖牛頓人造衛(wèi)星原理圖 結(jié)論：1、月球受到的力和蘋果受月球受到的力和蘋果受到的力為同樣性質(zhì)的力。到的力為同樣性質(zhì)的力。 2 2、行星像月球繞地球轉(zhuǎn)動、行星像月球繞地球轉(zhuǎn)動一樣，繞太陽轉(zhuǎn)動，可以推知：一樣，繞太陽轉(zhuǎn)動，可以推知：重力、行星對衛(wèi)星的引力，太重力、行星對衛(wèi)星的引力，太陽對行星的引力為同一性質(zhì)的陽對行星的引力為同一性質(zhì)的力。力。 * *這個力多大？這個力多大？ 牛頓經(jīng)過多年的思考和嚴(yán)密的牛頓經(jīng)過多年的思考和嚴(yán)密的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，正式

6、提出萬有引力數(shù)學(xué)推導(dǎo)，正式提出萬有引力定律。定律。月球為什么不會落月球為什么不會落到地球上來呢？到地球上來呢？122m mFGr 1.m1和和m2表示兩個物體的質(zhì)量，表示兩個物體的質(zhì)量，r表示他們的距離，表示他們的距離，2.G為引力常數(shù)為引力常數(shù) G=6.671011 Nm2/kg2測出測出G的物理意義的物理意義兩質(zhì)量各為兩質(zhì)量各為1kg的物體相距的物體相距1m時萬有引力的大小時萬有引力的大小。四、萬有引力定律四、萬有引力定律1、內(nèi)容：宇宙間的一切物體都是相互吸引的，引力的方內(nèi)容：宇宙間的一切物體都是相互吸引的，引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正向在它們的連線上，引力的

7、大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比。比，與它們之間的距離的平方成反比。2、數(shù)學(xué)表達(dá)式為：數(shù)學(xué)表達(dá)式為：卡文迪許扭秤卡文迪許扭秤它在數(shù)值它在數(shù)值上等于兩個上等于兩個質(zhì)量都是質(zhì)量都是1kg的物體相距的物體相距1m時的相互時的相互作用力。作用力。動畫動畫（1）萬有引力公式適應(yīng)于兩個）萬有引力公式適應(yīng)于兩個或者兩個或者兩個之間的相互之間的相互作用作用（2）r質(zhì)點間的距離（或球心距）質(zhì)點間的距離（或球心距）（3）122m mFGr： 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對物理學(xué)、天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)

8、遠(yuǎn)的影響。它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來。在科學(xué)文化發(fā)展上起到了積極的推動作用，解放一了起來。在科學(xué)文化發(fā)展上起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物。人們有能力理解天地間的各種事物。122112750506.67100.56.6710m mFGrNN 小結(jié)： 1. 天體究竟是怎樣運動的。天體究竟是怎樣運動的。 2. 開普勒三大定律。開普勒三大定律。 3. 萬有引力定律：萬有引力定律：221rmmGF 作業(yè)：地球的質(zhì)量大約為月球質(zhì)量的地球的質(zhì)量大約為月球質(zhì)

9、量的81倍。倍。 一飛行一飛行器在地球與月球之間，當(dāng)月球?qū)λ囊偷厍驅(qū)λ髟诘厍蚺c月球之間，當(dāng)月球?qū)λ囊偷厍驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r，這個飛行器距地心的距離與距月的引力大小相等時，這個飛行器距地心的距離與距月心的距離之比為心的距離之比為。 210220rMmGrmmG921mMrr由：由： 得：得： KTR23由由32322131TRTR太陽系中的九大行星均在各自的軌道上繞太太陽系中的九大行星均在各自的軌道上繞太陽運動，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆行星的軌陽運動，若設(shè)它們的軌道為圓形，若有兩顆行星的軌道半徑比為道半徑比為R R1 1 ：R R2 2=2 =2 ：1 1，他們的質(zhì)量比為他

10、們的質(zhì)量比為M M1 1 ：M M2 2=4 =4 ：1 1，求它們繞太陽運動的周期比，求它們繞太陽運動的周期比T T1 1：T T2 2解：1832312221RRTT22821TT即2. 要使兩物體間的萬有引力減小到原來的要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法，下列辦法可采用的是（可采用的是（ ） A. 使兩個物體質(zhì)量各減小一半，距離不變使兩個物體質(zhì)量各減小一半，距離不變 B. 使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的1/4，距離不變，距離不變 C. 使兩物體的距離增為原來的使兩物體的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變倍，質(zhì)量不變 D. 距離和兩物體質(zhì)量都減小為原來的距離和兩物體質(zhì)量都減小為原來的1/412mg19mg12R如圖所示，在距一個質(zhì)量為如圖所示，在距一個質(zhì)量為M，半徑