1、第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天复习：太阳与行星间引力的提出：v开普勒第三定律开普勒第三定律v牛顿第三定律牛顿第三定律v牛顿本人超凡的数学能牛顿本人超凡的数学能力力 牛顿得出结论得出结论:太阳与行星之间的引力大小太阳与行星之间的引力大小,跟太阳跟太阳的质量、行星的质量成正比的质量、行星的质量成正比,跟两者跟两者距离的二次方成反比距离的二次方成反比.2rMmF 月球为什么能围绕地球做圆周运动？月球为什么能围绕地球做圆周运动？苹苹果果落落地地地球拉着月球围绕它运动地球拉着月球围绕它运动的力、拉着苹果下落的力、的力、拉着苹果下落的力、太阳对行星的力，太阳对行星的力，是不是同一种力呢？是不是
2、同一种力呢？牛顿的思考：牛顿的思考：万有引力定律的发现过程万有引力定律的发现过程苹果与月亮受到的力苹果与月亮受到的力可能是同一种力可能是同一种力!可能是地球表面的重可能是地球表面的重力延伸到月亮。力延伸到月亮。而且都是类似太阳与而且都是类似太阳与行星间的引力，它们都行星间的引力，它们都应遵从应遵从“与距离的二次与距离的二次方成反比方成反比”的关系。的关系。牛顿的猜想：牛顿的猜想：人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)牛顿的智慧：牛顿的智慧：牛顿的这一猜想牛顿的这一猜想非常大胆，将天非常大胆，将天上和人间连
3、接在上和人间连接在了一起！了一起！人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)目的：地面上的重力与地球吸引月球是同一性质的力吗？目的：地面上的重力与地球吸引月球是同一性质的力吗？牛顿月地检验的基本思路：牛顿月地检验的基本思路：假定维持月球绕地球运动的力以及地面物体所受的引力和太阳与行星假定维持月球绕地球运动的力以及地面物体所受的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。（已知月球轨道半径是地球半径的之间的力遵循同一规律。（已知月球轨道半径是地球半径的60倍倍）（1）将物体放在地球表面上所受引力为：将物体放在地球表面
4、上所受引力为：21RGMmF （2）将物体放在月球轨道上所受引力为：）将物体放在月球轨道上所受引力为：22rGMmF（3）两者比值：）两者比值：136002221RrFF人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)（4）如果有两个质量相同的物体分别受到一个力，而这两个力又无法测出，依据牛顿第二定律，我们应比较这两个物体的加速度。（5）当时已经比较精确地测定月球与地球的距离）当时已经比较精确地测定月球与地球的距离r384400km、月球的公转周期为、月球的公转周期为27.3天。我们想一个可天。我们想一个可行的方法
5、，测出月球轨道上某物体的加速度。行的方法，测出月球轨道上某物体的加速度。2322821072.2)3600243.272(10844.3)2(smsmTra136021072.28.923221smsmagFF结论：月球绕地球运动的力以及地面物体所受地结论：月球绕地球运动的力以及地面物体所受地球的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。球的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。2121FFFF人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)地球对月球的力，地球对月球的力，地球对地面上物体的力，地球对地面上物体的力，太
6、阳对行星的力，太阳对行星的力，是同一种力是同一种力,且都遵从且都遵从“与距与距离的二次方成反比离的二次方成反比”的关系的关系结论结论人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)既然太阳行星间、地球既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都质量的物体间是否也都有这样的引力呢？有这样的引力呢？牛顿的思考：牛顿的思考：人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PP
7、T)1、内容：、内容：自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都相互吸引，都相互吸引，引力的大小与物体的引力的大小与物体的质量质量m1和和m2的乘积的乘积成成正比正比，与它们之间与它们之间距离距离r的二次方的二次方成成反比反比。(1687年年)221rmmGF 2、公式：、公式：人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)(1)(1)万有引力定律的发现万有引力定律的发现,是是1717世纪自然科学最伟大的成果之世纪自然科学最伟大的成果之一一.把地面上物体运动的规律和把地面上物体运动的规律和天体的运动规律统一了起来
8、。天体的运动规律统一了起来。(2)(2)万有引力定律的发现万有引力定律的发现,对对以后物理学的发展和天文学的发以后物理学的发展和天文学的发展具有深远的影响展具有深远的影响,它它第一次揭第一次揭示了自然界中一种基本相互作用示了自然界中一种基本相互作用的规律。的规律。(3)(3)万有引力定律的发现万有引力定律的发现,解解放了人们的思想，对科学文化的放了人们的思想，对科学文化的发展起到了积极的推动作用。发展起到了积极的推动作用。4、意义：、意义：人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)引力常量的测量引力常量的测量
9、卡文迪许扭称实验卡文迪许扭称实验(1789年年)卡文迪许卡文迪许卡文迪许实验室卡文迪许实验室引力常量的测量引力常量的测量卡文迪许扭称实验卡文迪许扭称实验(1789年年)1、实验原理：力矩平衡，即引力矩、实验原理：力矩平衡，即引力矩=扭转力矩扭转力矩2、科学方法：、科学方法：放大法放大法3、测定引力常量的意义、测定引力常量的意义物理含义：物理含义：两个质量为两个质量为1kg的物体相距的物体相距1m时，时，它们之间万有引力为它们之间万有引力为6.6710-11 N两次放大及等效的思想两次放大及等效的思想 ：(1)(1)扭秤装置把微小力转变成力矩来反映扭秤装置把微小力转变成力矩来反映(2)(2)扭转
10、角度扭转角度(微小形变微小形变)通过光标的移动来反映通过光标的移动来反映A、证明了万有引力的存在、证明了万有引力的存在B、开创了测量弱力的新时代、开创了测量弱力的新时代C、使得万有引力定律有了真正的实用价值、使得万有引力定律有了真正的实用价值(卡文迪许被称为能称出地球质量的人卡文迪许被称为能称出地球质量的人)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)122112750 506.67 100.56.67 10m mFGrNN 一粒芝麻重的几千分之一一粒芝麻重的几千分之一!为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？为什
11、么我们感觉不到周围物体的引力呢？人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)那么那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？已知：太阳的质量为已知：太阳的质量为M=2.01030kg，地球质量为，地球质量为m=6.01024kg，日地之间的距离为，日地之间的距离为R=1.51011mF=GMm/R2=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2=3.51022(N)能拉断直径为能拉断直径为9000km的钢柱的钢柱!太阳对质量为太阳对质量为50kg的人，引力
12、很小，不到的人，引力很小，不到0.3N我们感受不到太阳的引力我们感受不到太阳的引力人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)221rmmG221rmmG大于221rmmG小于人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)人教版高一物理必修二第六章：6.3万有引力定律(共23张PPT)
