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(共42张PPT)
第2节 万有引力定律
太阳与行星之间的引力
1. 行星运动原因认知发展历程
2. 太阳与行星之间的引力
二.月一地检验
1. 作出假设
2. 理论推导
3. 实际验证
4. 得出结论
目录
三. 万有引力定律
1. 内容
2. 公式
3. 使用条件
4. 使用说明
5. 万有引力特点
四. 引力常量
思考与讨论
天体为什么会这样运动呢？
一.太阳与行星之间的引力
太阳与行星之间的引力
1.行星运动原因认知发展历程
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
太阳与行星之间的引力
1.行星运动原因认知发展历程
开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用。
太阳与行星之间的引力
1.行星运动原因认知发展历程
笛卡尔：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。
(以太）作用
太阳与行星之间的引力
1.行星运动原因认知发展历程
F
胡克和哈雷：行星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。但是由于关于运动和力的概念是由牛顿建立的，当时没有这些概念，因此他们无法深入研究。
太阳与行星之间的引力
1.行星运动原因认知发展历程
牛顿 (1643—1727)
牛顿在前人对惯性研究的基础上，开始思考“物体怎样才会不沿直线运动”，他的回答是：以任何方式改变速度，都需要力。行星做匀速圆周运动需要指向圆心的力，这个力应该就是太阳对它的引力。
2.太阳与行星间的引力
太阳与行星之间的引力
简化模型：行星以太阳为中心做匀速圆周运动
太阳对行星的引力提供向心力
推导并得出结论：太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比。
2.太阳与行星间的引力
太阳与行星之间的引力
的大小应该与太阳的质量成正比，与行星和太阳距离的二次方成反比，也就是
2.太阳与行星间的引力
太阳与行星之间的引力
2.太阳与行星间的引力
太阳与行星之间的引力
关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是 ( )
A. 由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比
对木星的引力大
B. 行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在
远日点所受引力小
C. 由可知，，由此可见与和的乘积成
正比，与和的乘积成反比
D. 行星绕太阳的椭圆轨道可近似看成圆形轨道，其向心力来
源于太阳对行星的引力
BD
磨剑霍霍
太阳与行星之间的引力：
地球与卫星之间（任何卫星绕中心天体的运动）的引力？
二.月—地检验
假设天上的引力（地球对月球）、地上的重力（苹果的重力）是同一种性质的力，那么月地之间的引力与地球和月球质量乘积成正比，与其距离平方成反比；重力也应该是与质量之积成正比，与距离平方成反比。
月—地检验
1.作出假设：
对地面物体
对月球
=
2.理论推导：
月—地检验
当时，已知准确测量的量有：
地面重力加速度：
地球半径：
月球周期：
天
月球轨道半径：
根据向心加速度公式，有：
，即：
3.实际验证：
月—地检验
验证过程
计算结果与我们的预期符合的很好，
这表明：地面物体所受地球的重力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，真的遵从相同的规律！
4.得出结论：
月—地检验
补充了解：
地球半径的测量:
补充了解：
地月距离的测量：
月食
三角视差
激光测距
补充了解：
地球的自转：
补充了解：
地球的自转：
莱昂·傅科是法国物理学家，出生在巴黎，一开始他并没有攻读物理学，而是学习的是医学，这是他父亲对他的期望。可能是出于对父亲的尊重，傅科也当了一名医生，但是他本人对医学并不感兴趣，而是对物理学比较痴迷，喜欢搞个小发明。所以他这医生就当的是三天打鱼两天晒网，完全不上心。一个人有时可能面对有些事很难做出抉择，他往后的路该怎么走。巧的是，跟他同村的一位同学叫阿曼德·斐索，他们属于同龄人，也有着相同的经历，同样是当着医生，心理却喜欢搞了发明创造。阿曼德·斐索是法国物理学家。斐索干涉最出名的是确定光速。但是菲索本人就比较果断一些，放弃了自己的职业，搞起了物理学研究，所以傅科也就跟着菲索走上了实验物理的道路。
磨剑霍霍
为了验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是否为同一性质的力，遵循同样的规律，牛顿曾经做过著名的月 地检验，其基本想法是：如果重力和星体间的引力是同一性质的力，都与距离的平方成________关系，因为月心到地心的距离是地球半径的倍，那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是地面重力加速度的______倍，牛顿通过计算证明他的想法是正确的
反比
磨剑霍霍
（单选）为了将天上的力和地上的力统一起来,牛顿进行了著名的“月-地检验”；“月-地检验”比较的是 ( )
A. 月球表面上物体的重力加速度和地球公转的向心加速度
B. 月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加
速度
C. 月球公转的向心加速度和地球公转的向心加速度
D. 月球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度
D
思考与讨论
既然太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与地面物体之间的力都遵从“平方反比”的规律，是否任意两个物体之间都存在这样的力呢？
三.万有引力定律
自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟这两个物体的质量和的乘积成正比，跟它们之间距离的二次方成反比。
1.内容：
2.公式：
万有引力定律
仅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，为两球心之间的距离)
3.使用条件：
4.使用说明：
（1）当，
（2）当
万有引力定律
(正确)
(错误)
万有引力公式不再适用
（1）普遍性：万有引力不仅存在于太阳与行星、地球
与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间
都存在着这种相互吸引的力。
5.万有引力特点：
朝思暮想——万有引力定律
（2）相互性：两个有质量的物体之间的万有引力是一对
作用力和反作用力，它们总是大小相等、方向相反，
作用在两个物体上。
（3）宏观性：地面上的物体之间的万有引力一般比较
小，与其他力相比可忽略不计，但在质量巨大的
天体之间，或天体与其附近的物体之间，万有引
力起着决定性的作用。
5.万有引力特点：
朝思暮想——万有引力定律
（4）特殊性：两个物体之间的万有引力只与它们
的质量和距离有关，而与它们所在空间的性
质及周围是否存在其他物体无关。
磨剑霍霍
对于万有引力定律数学表达式：，下列说法正确的是 ( )
A．只要是两个物体，就可用上式计算万有引力
B． 趋近于时，万有引力趋近于无穷大
C．、受到的万有引力总是大小相等的
D．、受到的万有引力总是大小相等、方向相反，
是一对平衡力
C
有两个大小一样、由同种材料制成的均匀球体紧靠在一起，它们之间的万有引力为，若用上述材料制成的两个半径更小的靠在一起的均匀球体,它们间的万有引力将 ( )
A．等于
B．小于
C．大于
D．无法比较
磨剑霍霍
B
思考与讨论
牛顿发现了万有引力，谁验证了万有引力的正确性呢？
四. 引力常量
（1）实验装置
引力常量
（2）卡文迪许的扭秤实验
引力常量
（3）科学方法：放大法
（4）引力常量：
（5）物理含义：两个质量为的物体相距时，
它们之间的万有引力为
引力常量
（1）卡文迪许利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，
证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性。
（2）引力常量的确定使万有引力定律能够进行定量的计
算，显示出真正的实用价值。
（3）卡文迪许扭秤实验是物理学上非常著名和重要的实
验，扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进
行放大，开创了测量弱力的新时代。
7.引力常量测定的意义：
引力常量
谢谢!

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