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(共20张PPT)
7.2 万有引力定律（第2课时）
回顾与讨论：上节课的思考题，你现在有没有答案了？
天体的运动如此有美妙且有规律，其背后的基本原理是什么呢？
为什么苹果从树上脱落时会落向地面，而没有飞向空中？
在地面附近，物体受到重力的作用，那么月球呢？太阳呢？
如果月球受到地球的吸引，为什么月球没有落到地球表面呢？
回顾与讨论：上节课的思考题，你现在有没有答案了？
以下答案仅为提示
天体的运动如此有美妙且有规律，其背后的基本原理是什么呢？
万有引力定律
回顾与讨论：上节课的思考题，你现在有没有答案了？
以下答案仅为提示
如果月球受到地球的吸引，为什么月球没有落到地球表面呢？
因为月球所受万有引力提供其绕地球做圆周运动的向心力。
回顾与讨论：上节课的思考题，你现在有没有答案了？
以下答案仅为提示
在地面附近，物体受到重力的作用，那么月球呢？太阳呢？
都要受到万有引力
目录
0. 先贤们的思索
1. 行星与太阳的引力
2. 月地检验
3. 万有引力定律
4. 引力常量（第2课时）
5. 思考与练习（第2课时）
4.引力常量
引力常量的测量
万有引力定律：
引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量 m1 和 m2 的乘积成正比、与它们之间距离 r 的二次方成反比，即
其中，G为引力常量。
如果我们能够测得两个物体的质量、距离以及其引力大小，即可推算引力常量的数值。
卡文迪什——称量地球重量的人
牛顿并未测量出G的大小
100多年后，应该物理学家卡文迪什在实验室里，通过对几个铅球之间的万有引力的测量，较为准确地得到了G的数值
通常我们取
在得到引力常量之后，反推地球质量易如反掌
因此卡文迪什被称作“称量地球重量的人”
卡文迪什的实验装置（拓展）
给一根长为L的轻杆两端各系一个质量相等的铅球
用一条细石英丝系在正中间O点，并将杆子悬空
于O点贴上一个小的平面镜
用一束细光垂直射到镜子上
在两个铅球附近各放置一质量较大且相等的铅球
此时，由于万有引力的作用，轻杆会旋转一定角度
根据旋转的角度就可以反推引力的大小（此处涉及大学知识，不展开）
卡文迪什的实验装置（拓展）
进而，便可以利用分别
并求出引力常量G的数值
思考，本实验运用了哪些思想方法？
与我们之前所学过的实验有无相似之处？
淡泊名利的卡文迪什
如果要细数有史以来最伟大的实验科学家，卡文迪许无疑是其中之一。
他在物理、化学、电学、热学等方面做出了重大的贡献。
对于天体物理学，他无疑是一个开拓者，通过扭秤实验测定了万有引力常量G卡文迪许除了工作。
在社交活动中，他总是会找一个安静的地方自己思考科学问题。
有一次因为被一个奥地利的学者夸赞了几句，便惊慌失措，离场回家。
卡文迪许的一生只发过两篇并不重要的文章，但这并不影响他成为一名伟大的科学家。
他的后人（非直系，卡文迪许终生未婚）为了纪念他，捐出一部分遗产，由著名物理学家麦克斯韦负责在剑桥大学组建了卡文迪许实验室。
组建以来，该实验室共培养了26位诺贝尔奖获得者，已经成为国际上最重要的几个实验室之一。
目前，世界上最精确的G值测量，来自我国科学家
2018年，权威学术杂志《自然》刊发了中国科学院院士罗俊团队最新测G结果——该团队历经艰辛30年，测出了截至目前常数G的最精确值。
5. 思考与练习
练习1（可以使用计算器）
根 据 天 文 观 测, 在 距 离 地 球 430 l.y. 处 有 两 颗 恒 星, 它 们 的 质 量 分 别 为 1×1031 kg 和6.4×1030 kg,半径分别为 4.86×1010 m 和 2.4×109 m,它们之间的距离为 7.57×1012 m。能否用万有引力定律直接计算它们之间的万有引力大小
(l.y. 为长度单位光年的符号,即光在一年内传播的距离,1 l.y. ≈ 9.46×1015 m)
例题1
已知地球的质量 m 地 = 5.972×1024 kg,地球半径 r 地 = 6.371×106 m。利用万有引力定律计算地球表面重力加速度 g 的大小。
例题1
已知地球的质量 m 地 = 5.972×1024 kg,地球半径 r 地 = 6.371×106 m。利用万有引力定律计算地球表面重力加速度 g 的大小。
分析：地球表面的物体所受到的重力近似等于地球对物体的万有引力。由引力常量、地球质量和半径可以计算地球表面的重力加速度。
例题1
已知地球的质量 m 地 = 5.972×1024 kg,地球半径 r 地 = 6.371×106 m。利用万有引力定律计算地球表面重力加速度 g 的大小。
分析：地球表面的物体所受到的重力近似等于地球对物体的万有引力。由引力常量、地球质量和半径可以计算地球表面的重力加速度。
练习2
地球的质量约为月球质量的 81 倍。假设月球探测器“嫦娥一号”沿地月连线飞行,当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,“嫦娥一号”与地心和月心之间的距离之比为多少
思考
卡文迪什的实验中，运用到了哪些方法，将微小的引力放大？
你能从卡文迪什的探究历程中学习到哪些科学精神？
在例题的计算中，我们发现物体受到的重力近似等于地球对物体的万有引力，你认为这个结果有什么启示？
这个结果可靠吗？
思考——重力与万有引力之间有何联系和区别？下节课我们将专门讨论这个问题。
作业：总结万有引力定律的探究历程，写成一篇小论文

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