1、（1）古代人们认为天体做圆周运动的动力学）古代人们认为天体做圆周运动的动力学 原因是什么？原因是什么？（2）开普勒时代的人们对天体运动原因的看法与古代人的）开普勒时代的人们对天体运动原因的看法与古代人的看法是否相同？看法是否相同？（3）伽利略认为原因是什么？）伽利略认为原因是什么？（4）开普勒认为原因是什么？）开普勒认为原因是什么？（5）笛卡儿的观点又是什么？）笛卡儿的观点又是什么？（6）牛顿时代的人持什么观点？）牛顿时代的人持什么观点？（1）古代人们认为天体做圆周运动的动力学的原因是什么？）古代人们认为天体做圆周运动的动力学的原因是什么？ 答：完美而又神圣的，无需什么动因的。答：完美而又神圣
2、的，无需什么动因的。（2）开普勒时代的人们对天体运动原因的看法与古代人的看法是）开普勒时代的人们对天体运动原因的看法与古代人的看法是否相同？否相同？ 答：不同！有动因，产生了好多种不同的解释。答：不同！有动因，产生了好多种不同的解释。（3）伽利略认为原因是什么？）伽利略认为原因是什么？ 答：合并的趋势。答：合并的趋势。（4）开普勒认为原因是什么？）开普勒认为原因是什么？ 答：磁力的作用。答：磁力的作用。（5）笛卡儿的观点又是什么？）笛卡儿的观点又是什么？ 答：旋转的物质（以太）的作用。答：旋转的物质（以太）的作用。（6）牛顿时代的人持什么观点？）牛顿时代的人持什么观点？ 答：太阳的引力作用，并
3、证明了在圆形轨道的前提下这个引力答：太阳的引力作用，并证明了在圆形轨道的前提下这个引力 大小跟行星到太阳距离二次方成反比。大小跟行星到太阳距离二次方成反比。 第一定律：行星围绕太阳运转的轨道都是椭圆，第一定律：行星围绕太阳运转的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。太阳处在所有椭圆的一个焦点上。 椭圆轨道定律椭圆轨道定律 第二定律：对每一个行星而言，太阳和行星的连第二定律：对每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。线在相等的时间内扫过相等的面积。 面积定律面积定律 第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期平方的比值
4、都相等，公转周期平方的比值都相等， 即：即： 周期定律周期定律32rkT 从从开普勒第一定律就知道：行星运从从开普勒第一定律就知道：行星运动时的轨道并不是圆形，而是椭圆，动时的轨道并不是圆形，而是椭圆，那么在椭圆轨道下这个引力大小是否那么在椭圆轨道下这个引力大小是否还和距离的二次方成反比呢？还和距离的二次方成反比呢？ （1）牛顿是否解决了上面的疑问呢？）牛顿是否解决了上面的疑问呢？（2）我们对证明过程做了如何的处理？）我们对证明过程做了如何的处理？（3）根据圆周运动的知识，我们能得到什么样的结论？）根据圆周运动的知识，我们能得到什么样的结论？（4）根据开普勒第三定律又得到什么样的启示？）根据开
5、普勒第三定律又得到什么样的启示？（5）根据牛顿第三定律，又得到什么样的启示？）根据牛顿第三定律，又得到什么样的启示？（6）综合上面的结论，我们又得到什么样的结论？）综合上面的结论，我们又得到什么样的结论？（1）牛顿是否证明了上面的疑问呢？）牛顿是否证明了上面的疑问呢？ 答：牛顿在前人的基础上，凭借他超凡的数学能力答：牛顿在前人的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反证明了：如果太阳和行星的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨道应是椭圆。比，则行星的轨道应是椭圆。（2）我们对证明过程做了如何的处）我们对证明过程做了如何的处理？理？ 答：由于我们数学知识有限，故
6、把牛顿在椭圆轨道答：由于我们数学知识有限，故把牛顿在椭圆轨道下证明的问题简化为在圆形轨道下讨论证明了（因为下证明的问题简化为在圆形轨道下讨论证明了（因为行星的椭圆轨道可以近似看成圆形轨道）行星的椭圆轨道可以近似看成圆形轨道）（3）根据圆周运动的知识，我们能得到什么）根据圆周运动的知识，我们能得到什么样的结样的结论？论？ 答：行星受到的引力用来提供向心力答：行星受到的引力用来提供向心力 ：222221()4vrmrFmmrTrT引（4）根据开普勒第三定律又得到什么样的启示？）根据开普勒第三定律又得到什么样的启示？ 答：答：由开普勒第三定律得到：由开普勒第三定律得到： 代入上式得代入上式得（5）根
7、据牛顿第三定律，又得到什么样的启示？）根据牛顿第三定律，又得到什么样的启示？ 答：答：由牛顿第三定律可得，太阳对行星的作用力跟行由牛顿第三定律可得，太阳对行星的作用力跟行星对太阳的作用力是一对相互作用力，所以必是同性质星对太阳的作用力是一对相互作用力，所以必是同性质的力。既然引力和行星的质量成正比，那么它也应和太的力。既然引力和行星的质量成正比，那么它也应和太阳质量阳质量m成正比。即：成正比。即：（6）综合上面结论，我们又得到什么样的结论？）综合上面结论，我们又得到什么样的结论？ 答：综合上述结论可得，此引力的大小应与行星和太答：综合上述结论可得，此引力的大小应与行星和太 阳质量的乘积成正比，
8、与两者距阳质量的乘积成正比，与两者距 离平方成反比，写成公式为：离平方成反比，写成公式为： 32rkT231kTr224mFkr引2rmmGF 教师总结推导全过程引力提供向心力引力提供向心力 把把 代入上式得到代入上式得到由开氏第三定律得到由开氏第三定律得到 代入上式可得：代入上式可得： 又根据牛顿第三定律得又根据牛顿第三定律得综合上述可得：综合上述可得：2vFmr引2 rvT224FmrT32rkT224mFkr2rmmGF （1）万有引力定律的内容是什么？）万有引力定律的内容是什么？（2）万有引力定律的数学表达式是什么？）万有引力定律的数学表达式是什么？（3）引力常量）引力常量G是怎样规定
9、的？是怎样规定的？（4）两物体间的距离是怎样确定？）两物体间的距离是怎样确定？（5）万有引力的发现有什么重要意义？）万有引力的发现有什么重要意义？（1）万有引力定律的内容是什么？）万有引力定律的内容是什么？答：内容：自然界中答：内容：自然界中任何任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。反比。（2）万有引力定律的数学表达式是什么？）万有引力定律的数学表达式是什么？答：如果用答：如果用m1，m2表示两物体的质量，用表示两物体的质量，用r表示两物体间的距离
10、，表示两物体间的距离，那么万有引力定律可以表示为那么万有引力定律可以表示为 （3）引力常量）引力常量G是怎样规定的？是怎样规定的？答：引力常量答：引力常量G适用于任何两个物体，它在数值上等于两个质量适用于任何两个物体，它在数值上等于两个质量都是都是1kg的物体相距的物体相距1m时相互作用力的大小，其标准值为：时相互作用力的大小，其标准值为： G=6.6710-11Nm2/kg2221rmmGF （4）两物体间的距离是怎样确定？）两物体间的距离是怎样确定？ 答：对于距离的确定大致分为两种情况：答：对于距离的确定大致分为两种情况： A.若可以看做质点，则为两质点间距若可以看做质点，则为两质点间距
11、B.对于均匀的球体，应是两球心间距对于均匀的球体，应是两球心间距（5）万有引力的发现有什么重要意义？）万有引力的发现有什么重要意义？ 答：答： A.对物理学，天文学的发展具有深远的影响。对物理学，天文学的发展具有深远的影响。 B.它把地面上物体的运动规律和天体的运动规律它把地面上物体的运动规律和天体的运动规律统一了起来。统一了起来。 C.对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放对科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心，人们有能力理解天地间的各种事物。人们有能力理解天地间的各种事物。 （1）万有引力
12、定律是否只存在于行星和太阳之间？）万有引力定律是否只存在于行星和太阳之间？答答:万有引力不仅存在于太阳和行星之间，对于行星与卫万有引力不仅存在于太阳和行星之间，对于行星与卫星之间，地面上物体之间都存在着相互作用力。即存在星之间，地面上物体之间都存在着相互作用力。即存在于世间万物之间，故称之为于世间万物之间，故称之为万有引力万有引力。（2）万有引力定律与重力之间有何关系？）万有引力定律与重力之间有何关系？答答:万有引力相对于地面静止的物体产生两个作用效果：万有引力相对于地面静止的物体产生两个作用效果：一是重力，一是随地球自转的向心力，所以重力是万有一是重力，一是随地球自转的向心力，所以重力是万有引力的一部分。引力的一部分。 本节重点是万有引力定律的内容本节重点是万有引力定律的内容:表达式和适用条件表达式和适用条件,难点难点是万有引力定律的应用。是万有引力定律的应用。 万有引力定律是牛顿在开普勒、胡克、哈雷等人观察分析万有引力定律是牛顿在开普勒、胡克、哈雷等人观察分析的基础上，通过合理猜测的基础上，通过合理猜测,科学抽象及逻辑推理形成的，又科学抽象及逻辑推理形成的，又经过实验验证经过实验验证(下节我们将学习下节我们将学习)得到完善，是观察、实验、得到完善，是观察、实验、科学抽象、逻辑推理等自然科学研究方法的集中体现。科学抽象、逻辑推理等自然科学研究方法的集中体现。同步双测：P3132
