中小学优质课件万有引力定律课件.ppt

刊 号：FX-88
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牛顿（Sir Isaac NewtonFRS, 1643年1月4日 ~1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会员，是 一位英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学 家和炼金术士。他在1687年发表的论文《自然哲学 的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行 了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里 物理世界 的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过 论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致 性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的 自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑 虑，并推动了科学革命。在力学上，牛顿阐明了动 量和角动量守恒之原理。在光学上，他发明了反射 式望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱 的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷 却定律，并研究了音速。在数学上，牛顿与戈特弗 里德·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也 证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近 函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。在 2005年，英国皇家学会进行了一场“谁是科学史上 最有影响力的人”的民意调查，牛顿被认为比阿尔
可是，由于牛顿的性格 孤僻及固执，他在二十 年后才发表这理论。另 外，牛顿亦在伽利略等 人工作的基础上进行了 深入研究和大量的实验，
W的
基础。牛顿成了经典物
精选课件pp理t 学的创始人 .
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伟大意义
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相对论的解释
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2跟3说明的现象与引力相似， 而且也有质量越大、距离越小， 引力越大
物体由于惯性沿直线运动， 但在扭曲的空间运动，表现出 来就是受到引力影响
事实上，引力扭曲的是四 维时空。
还有一个例子：光经过大 质量天体时会扭曲，但引力不 能作用于光，所以解释就是光 沿直线传播，在扭曲的时空中 运动，就会扭曲。但光还是沿 直线传播

所有行星的椭圆轨道的半长轴 的三次方与周期的平方成正比。
即有: R13/R23=T12/T22 或: R3/T2=k
注意: k的大小只与中心天体质量有关。
太阳
太阳
●
焦点 行星轨道
半长轴 半 短 轴
追寻牛顿的足迹
太阳与行星间的引力
概括起来有
Mm F r2
则太阳与行星间的引力大小为
F
G
Mm r2
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
追寻牛顿的足迹
一、牛顿的猜想之一
1、“天上的力”与“地上的力”是否是同一种力？
2、著名的“月——地检验” 已知月球绕地球的公转周期为27.3天，地球半为
6.37×106m，轨道半径为地球半径的60倍。月球绕地 球的向心加速度为多少 ？
❖ 月心到地心的距离为地球半径的60倍,如果把一 个物体拿到月亮那么高的地方,那么它的重力加速 度(等于月亮绕地球运动的向心加速度)就应是地面 上的1/3600.
2、公式：
F＝G
m1m2 r2
质量m（kg）；距离r（m）；力F（N）
3、适用条件：
1）严格的:两个质点之间的引力
2）特殊的:两个质量分布均匀的球体间，r为两球心 间的距离
3)一种方法:当研究物体不能看作质点时，可以把物 体假想分割成无数个质点，求出每个质点受到的引 力，然后求合力。
引力常量： G —— 引力常量
❖ 牛顿在思考使月球做轨道运动的向心力与地面物体 所受的重力是否是同一性质的力时，曾提出过这样一 个理想实验：设想有一个小月球非常接近地球，以至 于几乎触及地球上最高的山顶，那么使这个小月球保 持轨道运动的向心力当然就应该等于它在山顶处所受 的重力.如果小月球突然停止做轨道运动，它就应该同 山顶处的物体一样以相同的速度下落.如果使这个小月 球保持轨道运动的向心力不是重力，那么它就将在这 两种力的共同作用下以更大的速度下落，这是与我们 的经验不符的.可见，重力和使这个小月球保持轨道运 动的向心力是同一性质的力.

使行星沿圆周或椭圆运 动是因为行星受到太阳的引 力作用。
由于这个引力作用使行 星才不沿直线运动，这个引 力给行星产生向心加速度。
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP 管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
（二）、前进路上的三大困难时什么
2.如图所示，两球的质量均匀分布， 大小分别为m1、 m2，则两球间的万有引 力大小为
A.
G
m1m 2 r2
B.
Hale Waihona Puke Gm1m 2 r12
C.
G
m1m2 (r1 r2 )2
D.
G
(r1
m1m2 r2
r)2
采用PP管及配件：根据给水设计图配 置好PP 管及配 件，用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ，边剪 边旋转 ，以保 证切口 面的圆 度，保 持熔接 部位干 净无污 物
课本89页，2、3、4、5题
（三）、牛顿是怎么样解决这三大困难的
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牛顿的推广与检验
成立
F
G
Mm r2
G是比例系数， 与太阳和行星都 没有关系
G是一个常量适用于任何两个物体
二.
万有引力定律 采用PP管及配件：根据给水设计图配置好PP管及配件，用管件在管材垂直角切断管材，边剪边旋转，以保证切口面的圆度，保持熔接部位干净无污物
牛顿1687年正式发表万有引力定律
1.内容：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， 引力的大小与物体的质量m1和m2乘积成 正比,跟它们之间距离r的二次方成反 比.

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当时牛顿提出了万 有引 力理论，却未能得出万 有引力的公式，因为公 式中的“G”实在太小了 ，因此他提出： F∝mM/r^2。直到1798年 英国物理学家卡文迪许 利用著名的卡文迪许扭 秤（即卡文迪许实验） 较精确地测出了引力恒 量的数值。
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1、牛顿并不是发现了重力，他是发现重力是「万有」的
。每个物体都会吸引其他物体，而这股引力的大小只跟物
体的质量与物体间的距离有关。
2、牛顿的万有引力定律说明:每一个物体都吸引着其他每 一个物体；两个物体间的引力大小正比于两物体的质量， 会随著两物体中心连线距离的平方而递减。
3、不管距离地球多远，地球的重力永远不会变成零；即 使你被带到宇宙的边缘，地球的重力还是会作用到你身上 ；虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所 掩盖，但它还是存在。不管是多小还是多远，每一个物体 都会受到引力作用，而且遍布整个太空，正如我们所说的 「万有」。
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例：设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根 据万有引力定律，牛顿运动定律，论述人造地球 卫星随着轨道半径的增加，线速度变小，周期变 大。
答：根据万有引力和牛顿定则F向=GMm/R2和F向 =mv2/R,由此变形GM/R=V2,R增大G和M是常量,所 以速度V在变小.同理,F=mRw2=mR4π2/T2, T2=4π2R3/GM,其中只有R在变且变大,故周期T变 大.
在最高点：mg＋F1＝mω2r ① 在最低点：F2－mg＝mω2r ② 电机对地面的最大压力和最小压力分别出 现在铁块m位于最低点和最高点时，且压 力差的大小为：ΔFN＝F2＋F1 ③ 由①②③式可解得：ΔFN＝2mω2r
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