万有引力定律[]PPT讲稿.ppt

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1、万有引力定律课件第1页，共13页，编辑于2022年，星期三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 17世纪前世纪前：行星理所应当的做这种完美的圆周运动一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。受到了来自太阳的类似与磁力的作用。在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。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。伽利略伽利略开普勒开普勒笛卡尔笛卡尔胡胡克克、哈哈雷雷第2页，共13页，编辑于2022年，星期三 苹果落地、高处物体落苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转地、月亮绕地旋转这些这些

2、现象引起了牛顿的沉思。现象引起了牛顿的沉思。一、万有引力定律的发现一、万有引力定律的发现牛顿的思考：牛顿的思考：（）（）“天上的力天上的力”和和“人间的力人间的力”是是同一种力吗？同一种力吗？（）地球表面的重力是否能延伸到月球（）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？轨道？牛顿的猜想：牛顿的猜想：牛顿的猜想：牛顿的猜想：苹果与月球受到的引力可能是同一种力苹果与月球受到的引力可能是同一种力苹果与月球受到的引力可能是同一种力苹果与月球受到的引力可能是同一种力!第3页，共13页，编辑于2022年，星期三万有引力定律的推导万有引力定律的推导 行星运动的椭圆轨道很接近于圆行星运动的椭圆轨道很接近于圆形轨道

3、，为了使问题简化，我们把行形轨道，为了使问题简化，我们把行星的运动当作匀速圆周运动。星的运动当作匀速圆周运动。第4页，共13页，编辑于2022年，星期三据开普勒三定律据开普勒三定律,是个常量是个常量得出结论得出结论:再根据再根据牛顿第三定律牛顿第三定律，行星吸引，行星吸引太阳的力跟太阳吸引行星的力大小太阳的力跟太阳吸引行星的力大小相等、性质相同，故引力也应当和相等、性质相同，故引力也应当和太阳的质量太阳的质量MM成正比。因此：成正比。因此：写成等式：写成等式：2rMF第5页，共13页，编辑于2022年，星期三二、万有引力定律二、万有引力定律1、内容、内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，自

4、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，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。跟它们的距离的二次方成反比。3、G为引力常量为引力常量 2、表达式：、表达式：第6页，共13页，编辑于2022年，星期三G称为引力常量，是一个与称为引力常量，是一个与物质种类物质种类无关无关的的普适常量普适常量（2）标准值：）标准值：G=6.67210 x10-11N.m2/kg2第7页，共13页，编辑于2022年，星期三单位：单位：质量质量m-m-kgkg，距离，距离r -r -mm，力力F -F -NN；适用范围适用范围 质点质点 质点间的距离质

5、点间的距离 匀质球体匀质球体 球心间的距离球心间的距离当当两两物物体体间间距距离离当当两两物物体体间间距距离离远远远远大大于于远远远远大大于于物物体体的的尺尺寸寸时时，物物体体可可看看作作质质点点物物体体的的尺尺寸寸时时，物物体体可可看看作作质质点点ru万有引力定律：普遍存在于宇宙间的不同物体万有引力定律：普遍存在于宇宙间的不同物体u万有引力定律公式：适用于计算两个质点或两个质万有引力定律公式：适用于计算两个质点或两个质量分布均匀球体之间的相互作用力量分布均匀球体之间的相互作用力 常量常量G-N.G-N./2 2第8页，共13页，编辑于2022年，星期三 我们人与人之间也一样存在万有引力，可是

6、为什么我我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？们感受不到呢？假设质量均为假设质量均为6060千克的两位同学，相距千克的两位同学，相距1 1米，他米，他们之间的相互作用的万有引力多大？们之间的相互作用的万有引力多大？F=Gm1m2/r2=6.6710-116060/12=2.410-7(N)2.410-7N是一粒芝麻重的几千分之一，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。这么小的力人根本无法察觉到。第9页，共13页，编辑于2022年，星期三 那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？已知：太阳的质量为已知：太阳的质量为M=2

7、.01030kg，地球质量，地球质量为为m=5.81025kg，日地之间的距离为，日地之间的距离为R=1.51011kmF=GMm/R2=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2=3.51022(N)3.51022N非常大，能够拉断直径为非常大，能够拉断直径为90km的钢柱。的钢柱。而太阳对质量为而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到的人，引力很小，不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。当然我们感受不到太阳的引力。第10页，共13页，编辑于2022年，星期三三、引力常量的测量三、引力常量的测量扭秤实验扭秤实验（1）实验原理：）实验原理：科学方法科学方法放大法放大法卡卡文文迪迪许许卡卡文文迪迪许许实实验验室室（）实验数据（）实验数据 G值为值为6.674510-11 Nm2/kg2第11页，共13页，编辑于2022年，星期三第12页，共13页，编辑于2022年，星期三（）卡文迪许扭称实验的意义（）卡文迪许扭称实验的意义证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代；了真正实用的时代；开创了微小量测量的先河，使科学放大思开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广想得到推广.第13页，共13页，编辑于2022年，星期三