1、关于行星运动的各种动力学解释关于行星运动的各种动力学解释 17世纪前世纪前：行星理所应当的做这种完美的圆周运动一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。受到了来自太阳的类似与磁力的作用。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。受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。伽利略伽利略开普勒开普勒笛卡尔笛卡尔胡克、哈雷胡克、哈雷 苹果落地、高处物体落苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转地、月亮绕地旋转这些这些现象引起了牛顿的沉思。现象引起了牛顿的沉思。一、万有引力定律的发现一、万有引力定律的发现牛顿的思考
2、：牛顿的思考：（）（）“天上的力天上的力”和和“人间的力人间的力”是同一种力吗？是同一种力吗？（）地球表面的重力是否能延伸（）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？到月球轨道？万有引力定律的推导万有引力定律的推导 行星运动的椭圆轨道很接近于圆行星运动的椭圆轨道很接近于圆形轨道，为了使问题简化，我们把行形轨道，为了使问题简化，我们把行星的运动当作匀速圆周运动。星的运动当作匀速圆周运动。rTmFTrvrvmF2224/223Tr据开普勒三定律据开普勒三定律,是个常量是个常量得出结论得出结论:再根据再根据牛顿第三定律牛顿第三定律，行星吸，行星吸引太阳的力跟太阳吸引行星的引太阳的力跟太阳吸引行星的力大小
3、相等、性质相同，故引力大小相等、性质相同，故引力也应当和太阳的质量力也应当和太阳的质量MM成正成正比。因此：比。因此：写成等式：写成等式：2rMmGF 2rMF22322244rmTrTrmF2rmF 二、万有引力定律二、万有引力定律1、内容、内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，自然界中任何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，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反比。跟它们的距离的二次方成反比。221rmmGF 3、G为引力常量为引力常量 2、表达式：、表达式：G称为引力常量，是一个与称为引力常量，是一个与物质种物质种类无关类无关
4、的的普适常量普适常量（2）标准值：）标准值：G=6.67210 x10-11N.m2/kg2单位：单位：质量质量m-m-kgkg，距离，距离r -r -mm，力力F -F -NN；适用范围适用范围221rmmGF 质点质点 质点间的距离质点间的距离 匀质球体匀质球体 球心间的距离球心间的距离r 常量常量G-N.G-N./2 2 我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？什么我们感受不到呢？假设质量均为假设质量均为6060千克的两位同学，相距千克的两位同学，相距1 1米，米，他们之间的相互作用的万有引力多大？他们之间的相互作用的万有引力多
5、大？F=Gm1m2/r2=6.6710-116060/12=2.410-7(N)2.410-7N是一粒芝麻重的几千分之一，是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。这么小的力人根本无法察觉到。那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢那么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，地球质量为质量为m=5.81025kg，日地之间的距离为，日地之间的距离为R=1.51011kmF=GMm/R2=6.6710-112.010306.01024/(1.51011)2=3.51022(N)3.51022N非常大，能够拉断直径为非常大，能
6、够拉断直径为90km的钢柱。的钢柱。而太阳对质量为而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到的人，引力很小，不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。当然我们感受不到太阳的引力。三、引力常量的测量三、引力常量的测量扭秤实验扭秤实验（1）实验原理：）实验原理：科学方法科学方法放大法放大法卡文迪许卡文迪许卡文迪许实验室卡文迪许实验室（）实验数据（）实验数据 G值为值为6.674510-11 Nm2/kg2精品课件精品课件！精品课件精品课件！（）卡文迪许扭称实验的意义（）卡文迪许扭称实验的意义证明了万有引力的存在，使万有引力定律证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代；进入了真正实用的时代；开创了微小量测量的先河，使科学放大思开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广想得到推广.
