1、知識回想太陽與行星間的引力太陽與行星間的引力古人古人觀念觀念牛頓牛頓思索思索實際實際演算演算總結總結規(guī)律規(guī)律建模建模理想化理想化2rMmGF 2rmF 2rMF 類比類比推導推導第六章第六章 萬有引力與航天萬有引力與航天月亮繞地球運轉月亮繞地球運轉跳得再高也會落地跳得再高也會落地來源:ZXXK蘋蘋果果落落地地地球對月球的力，地球對月球的力，地球對地面上物體的力，地球對地面上物體的力，太陽對行星的力，太陽對行星的力，是不是同一種力呢？是不是同一種力呢？牛頓的思索：牛頓的思索：萬有引力定律的發(fā)現過程萬有引力定律的發(fā)現過程蘋果與月亮遭到的力蘋果與月亮遭到的力能夠是同一種力能夠是同一種力! ! 能夠是

2、地球外表的重能夠是地球外表的重力延伸到月亮。力延伸到月亮。 而且都是類似太陽與而且都是類似太陽與行星間的引力，它們都行星間的引力，它們都應服從應服從“與間隔的二次與間隔的二次方成反比的關系。方成反比的關系。牛頓的猜測：牛頓的猜測：牛頓的智慧：牛頓的智慧：牛頓的這一猜測牛頓的這一猜測非常大膽，將天非常大膽，將天上和人間銜接在上和人間銜接在了一同！了一同！來源:Z|xx|k證明：蘋果、月亮受力證明：蘋果、月亮受力滿足滿足“平方反比的關系平方反比的關系 2rMmGF 2rMGa Fma牛頓第二定律：牛頓第二定律： 當時知的一些量：當時知的一些量： 地表重力加速度：地表重力加速度：g = 9.8m/s

3、2 地球半徑：地球半徑： R = 6400103m 月亮周期：月亮周期： T = 27.3天天2.36106s 月亮軌道半徑：月亮軌道半徑： r 60Rga36001月？計算驗證：計算驗證：g36001計算結果：計算結果：2322/1072. 24smrTa月2rMGa 地球對月球的力，地球對月球的力，地球對地面上物體的力，地球對地面上物體的力， 太陽對行星的力，太陽對行星的力，是同一種力是同一種力, ,且都服從且都服從“與間與間隔的二次方成反比的關系隔的二次方成反比的關系結論結論既然太陽行星間、地球既然太陽行星間、地球月球間、地球物體間有月球間、地球物體間有引力，那么任何兩個有引力，那么任何

4、兩個有質量的物體間能否也都質量的物體間能否也都有這樣的引力呢？有這樣的引力呢？牛頓的思索：牛頓的思索：牛頓的這一大牛頓的這一大膽的推行，充膽的推行，充分表達了牛頓分表達了牛頓非凡的智慧！非凡的智慧！牛頓的智慧：牛頓的智慧：1、內容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，、內容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小與物體的質量引力的大小與物體的質量m1和和m2的乘積成的乘積成正比，與它們之間間隔正比，與它們之間間隔r的二次方成反比。的二次方成反比。(1687年年)221rmmGF 2、公式：、公式：萬有引力定律的驗證萬有引力定律的驗證哈雷彗星回歸預測哈雷彗星回歸預測哈雷彗星哈雷彗星1682 年年

5、8 月出現月出現 1758 年年12 月月25 日晚回歸日晚回歸哈雷哈雷引力常量的丈量引力常量的丈量卡文迪許扭稱實驗卡文迪許扭稱實驗(1789年年)卡文迪許卡文迪許卡文迪許實驗室卡文迪許實驗室來源:Z|xx|k扭秤安裝T T形架形架金屬絲金屬絲平面鏡平面鏡光源光源刻度尺刻度尺1、實驗原理：力矩平衡，即引力矩、實驗原理：力矩平衡，即引力矩=改動力矩改動力矩2、科學方法：放大法、科學方法：放大法3、測定引力常量的意義、測定引力常量的意義物理含義：物理含義： 兩個質量為兩個質量為1kg的物體相距的物體相距1m時，時，它們之間萬有引力為它們之間萬有引力為6.6710-11 N兩次放大及等效的思想兩次放

6、大及等效的思想 ： (1)(1)扭秤安裝把微小力轉變成力矩來反映扭秤安裝把微小力轉變成力矩來反映(2)(2)改動角度改動角度( (微小形變微小形變) )經過光標的挪動來反映經過光標的挪動來反映A、證明了萬有引力的存在、證明了萬有引力的存在B、開創(chuàng)了丈量弱力的新時代、開創(chuàng)了丈量弱力的新時代C、使得萬有引力定律有了真正的適用價值、使得萬有引力定律有了真正的適用價值( (卡文迪許被稱為能稱出地球質量的人卡文迪許被稱為能稱出地球質量的人) )122112750 506.67 100.56.67 10m mFGrNN 為什么我們覺得不到周圍物體的引力呢？為什么我們覺得不到周圍物體的引力呢？ 那么太陽與地

7、球之間的萬有引力又是多大呢？那么太陽與地球之間的萬有引力又是多大呢？知：太陽的質量為知：太陽的質量為M=2.0M=2.01030kg1030kg，地球質量為，地球質量為m=6.0m=6.01024kg1024kg，日地之間的間隔為，日地之間的間隔為R=1.5R=1.51011m1011mF=GMm/R2=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2 =3.51022(N)能拉斷直徑為能拉斷直徑為9000km的鋼柱的鋼柱!太陽對質量為太陽對質量為50kg的人，引力很小，不到的人，引力很小，不到0.3N我們感受不到太陽的引力我們感受不到太陽的引力 (1)萬有引力定律的發(fā)現萬

8、有引力定律的發(fā)現, 是是17世紀自然科學最偉大世紀自然科學最偉大的成果之一的成果之一. 把地面上物把地面上物體運動的規(guī)律和天體的運體運動的規(guī)律和天體的運動規(guī)律一致了起來。動規(guī)律一致了起來。 (2)萬有引力定律的發(fā)現萬有引力定律的發(fā)現, 對以后物理學的開展和天對以后物理學的開展和天文學的開展具有深遠的影文學的開展具有深遠的影響響, 它第一次提示了自然它第一次提示了自然界中一種根本相互作用的界中一種根本相互作用的規(guī)律。規(guī)律。 (3)萬有引力定律的發(fā)現萬有引力定律的發(fā)現, 解放了人們的思想，對科解放了人們的思想，對科學文化的開展起到了積極學文化的開展起到了積極的推進作用。的推進作用。萬有引力的意義：

9、萬有引力的意義：1、內容：、內容： 自然界中任何兩個物體都自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小與物體的質量相互吸引，引力的大小與物體的質量m1和和m2的乘積成正比，與它們之間的乘積成正比，與它們之間間隔間隔r的二次方成反比。的二次方成反比。221rmmGF 2、公式：、公式：r：質點：質點(球心球心)間的間隔間的間隔引力常量：引力常量：G=6.671011 Nm2/kg23、條件、條件: 質點或均質球體質點或均質球體4、了解、了解:普遍性、相互性、宏觀性、特普遍性、相互性、宏觀性、特殊性殊性m2m1FFr1. 要使兩物體間的萬有引力減小到原來的要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，以

10、下方法，以下方法可采用的是可采用的是 A. 使兩個物體質量各減小一半，間隔不變使兩個物體質量各減小一半，間隔不變 B. 使其中一個物體的質量減小到原來的使其中一個物體的質量減小到原來的1/4，間隔不變，間隔不變 C. 使兩物體的間隔增為原來的使兩物體的間隔增為原來的2倍，質量不變倍，質量不變 D. 間隔和兩物體質量都減小為原來的間隔和兩物體質量都減小為原來的1/4221rmmG221rmmG大于221rmmG小于12mg19mg12R如以下圖所示，在半徑如以下圖所示，在半徑R20cm、質量、質量M168kg的均勻銅球中，挖去一球形空穴，空穴的半徑為要，的均勻銅球中，挖去一球形空穴，空穴的半徑為要，并且跟銅球相切，在銅球外有一質量并且跟銅球相切，在銅球外有一質量m1kg