资源简介

(共33张PPT)
1.地心说与日心说
O
2.开普勒三大行星运动定律
O
r
r 3
T 2
= k
k是一个只与中心天体有关的物理量
温故知新
哥白尼
开普勒
第谷
伽利略
托勒密
轨道定律
面积定律
周期定律
简化成匀速圆周运动处理
问题探究
行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？
2
万有引力定律
第七章 万有引力与宇宙航行
第一版块：
行星与太阳间的引力
伽利略
一切物体都有合并的趋势。
开普勒
行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用 ，与距离成反比。
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。
胡克
行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。
牛顿 (1643—1727)
英国
当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似同学这样的思考，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了万有引力定律。
牛顿在发现牛顿三大定律之后，认为物体运动状态发生改变是因为受到力的作用，他觉得是太阳与行星的引力让行星绕太阳运动。
太阳
行星
r
太阳
行星
a
简化
思考：行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？ 这个力的方向怎么样？大小呢？
把行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动。
M
m
F
行星
ｍ
Ｖ
Ⅰ太阳对行星的引力
1 、设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则太阳对行星的引力来提供行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力：
太阳Ｍ
行星ｍ
ｒ
Ｖ
F
2、天文观测难以直接得到行星的速度v，但如果我们能得到行星的公转周期T
消去v
3、不同行星绕太阳运动轨道半径r和周期T也是不同的，F跟r关系式中不应出现周期T,我们可运用什么规律把T消去？
消去T
太阳对行星的引力
即
太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。
Ⅱ行星对太阳的引力F′
类比法
牛 三
Ⅲ太阳与行星间的引力
概括起来
讨论与交流：
太阳与行星间的引力大小的表达形式该如何描述？
G比例系数，与太阳、行星的质量无关
方向：沿着太阳和行星的连线
表达式：
太阳与行星间的引力：与太阳的质量M、行星的质量m成正比，与两者距离的二次方成反比
(1) G是比例系数，与行星、太阳均无关
(2) 引力的方向沿太阳与行星的连线和行星的连线
小 结
第二版块：
月—地检验
为什苹果会掉下来？
力的作用
地球吸引(重力)
指向地球
月亮为什么会绕地球转？
地球引力
指向地球
“天上”的力与“地上”的是否是同一种力呢
1、牛顿的猜测：
苹果与月亮受到的力可能是同一种力!可能是地球表面的重力延伸到月亮。
2、牛顿的验证：月地检验
如果是同一种力，那它们就遵循同一个规律，适用于同一个公式，即 ，那同一个物体在月球处受到的力应该是它在地球上受到的力的 。只要证明这个式子成立与否就可以证明这两个力是不是同一种力了。可是不可能将同一个物体放到月球上去测量力的大小，怎么可以证明呢？
当时已知的一些量：
地表重力加速度：g = 9.8m/s2
地球半径： R = 6400km
月球周期： T = 27.3天
月球轨道半径： r ≈ 60R
3、牛顿的结论：
地球对月球的力和地球对地面上物体的力以及太阳对行星的力都是同一种性质的力，且都遵从“与距离的二次方成反比”的规律。
牛顿的智慧：
既然太阳与行星间、地球与月球间、地球与地球上的物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？
第三版块：
万有引力
万有引力定律
自然界中任何两个物体都相互吸引，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的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
表达式：
引力常量
引力常量的测量
【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？
卡文迪什
卡文迪什扭秤实验
扭秤实验
G值的物理意义：
两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11 N
扭秤实验的意义：
1、直接证明了万有引力存在普遍性
2、使得万有引力有了真正的实用价值
3、“放大法”思想的应用
第一个在实验室秤地球的人！
目前较精确G＝ 6.67259×10-11N·m2/kg2
通常取G＝ 6.67×10-11N·m2/kg2
理论上，任何两个物体间引力都可计算，且距离r越小，受到的力越大。
那么两个同学互相靠在一起，是不是引力无穷大？
公式适用的条件：
①物体可以看做质点（形状大小可忽略）
②两个质量分布均匀的球体，r为球心间距
虽然两个物体间的引力一定存在，但是用万有引力公式计算是有条件的
物体间距比自身尺寸大的多时
粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的同学之间的引力？
只有一粒芝麻重的几千分之一!!!
所以平时受力分析时不用分析物体间的万有引力
地球质量M=6×1024kg,地球半径R=6400km,估算地球对其中一个同学人的引力？
一、太阳与行星间的引力
二、月－地检验
证实了太阳与行星间的引力和地球与地面上的物体间的引力是同一种性质的力。
三、万有引力定律
1、内容
2、公式
3、适用条件（1）两个质点
或（2）两个质量分布均匀的球体
r为两个球心间的距离
课堂小结
类比
牛三
牛二、开三
课堂练习
ACD
2、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4mg
B.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4mg
课堂练习
C
万有引力与重力的关系
苹果受到重力掉下来的根本原因其实是地球对苹果的吸引力，所以我们通常认为mg=F万，但其实不然。
F
G
F向
F万
G
F万
G
F向
r
两极: F万=G
赤道: F万=G+F向
万有引力有两个分力：重力和向心力
（1）静止在地面上的物体，要随地球自转
（2）地球自转速度很小，向心力很小，若不考虑地球自转的影响
黄金代换式
竖直向下,与地面垂直
地上一式
纬度越高重力(重力加速度)更大
（地上一式）
(1)测中心天体表面重力加速度g
地球质量
地球半径
地球表面重力加速度
例如：要测土星表面重力加速度g
(2)测高为h的山顶上重力加速度g'
高度越高重力(重力加速度)更小
R=6400km，h几千米，g变化不大

展开更多......

收起↑