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1、6.3萬有引力定律,在上一節(jié)的基礎(chǔ)上，繼續(xù)追尋牛頓的足跡，通過重新“發(fā)現(xiàn)”萬有引力定律，體會科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的思路和過程.,是什么原因使行星繞太陽公轉(zhuǎn)而沒有離開太陽？,牛頓：太陽對行星的引力使行星繞太陽公轉(zhuǎn)不能飛離太陽,是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒有離開地球？,思考,是什么原因使人造衛(wèi)星繞地球運動?,思考,樹上熟透的蘋果掉下來落到地面上,地面上的物體，被拋出去后總要落回地面，是什么原因使物體不離開地球呢？,思考,繼續(xù)猜想：太陽對行星的引力地球?qū)υ虑虻囊Φ厍驅(qū)Φ孛嫔咸O果的引力,也許是同一種力，遵從相同規(guī)律,二、萬有引力的檢驗,-月-地檢驗,目的：驗證地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力地球?qū)υ虑虻囊?遵循,
2、思路：1、假定猜想成立，理論推導(dǎo)2、實際測量,若二者結(jié)果一致則假設(shè)成立若二者結(jié)果不一致則假設(shè)就不成立,月-地檢驗,地球?qū)μO果的引力:,理論推導(dǎo),1、先假定猜想成立：,蘋果下落的加速度:,地球?qū)υ虑虻囊?,蘋果下落的加速度:,月球繞地球公轉(zhuǎn)的加速度：,在牛頓的時代，已能比較精確測定：月球與地球的距離3.8108m月球公轉(zhuǎn)周期T=27.3天地球的自由落體加速度g=9.8m/s2求月球公轉(zhuǎn)的向心加速度：,實際測量計算與假設(shè)的理論推導(dǎo)結(jié)果一致,即：月球公轉(zhuǎn)軌道半徑r=3.8108m,問題1：地面上的兩個物體間是否存在引力？問題2：若地面上的兩個物體間存在引力，為何兩個物體沒有在引力作用下緊靠在一起？
3、,宇宙中的一切物體間都有引力:,大膽設(shè)想：,事實上，自然界中任何兩個有質(zhì)量的物體間都存在引力.1687年牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律,三、萬有引力定律的得出,萬有引力定律,1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小F與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們的距離r的二次方成反比.,2.公式：,m1,m2-兩物體的質(zhì)量r-兩物體間的距離G-比例系數(shù)，叫引力常量，適用于任何物體，G的國際單位,Nm2/kg2,3.萬有引力的理解,普遍性：任何兩個物體之間都存在引力（大到天體小到微觀粒子），萬有引力是自然界中物體間的基本相互作用之一,相互性：萬有引力也是力的一種，力的作用
4、是相互的，具有相互性，符合牛頓第三定律,宏觀性：通常情況下萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義。在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計,4.公式的適用條件：（理想情況）兩個質(zhì)點間引力大小的計算（實際情況）若兩個物體間的距離遠大于物體本身大小時，兩個物體可看成質(zhì)點如：太陽與行星間地球與月球間,r為兩質(zhì)點間的距離,r為兩天體中心的距離,質(zhì)量分布均勻的兩個球體，可視為質(zhì)量集中于球心,r為物體到地心的距離,r為兩球心間的距離,問題：當(dāng)兩物體間的距離時,則兩物體之間的引力,這種觀點對么？,【解析】：當(dāng)兩物體間距離時，物體
5、不能看成質(zhì)點，公式已不再適用,牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，但卻無法算出兩個天體間的萬有引力大小，因為他不知道引力常量G的值.,四、萬有引力定律的檢驗-引力常量G的測量實驗,1798年，英國物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用扭秤裝置,第一次在實驗室里對兩個鉛球間的引力大小F做了精確測量和計算，比較準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值,引力常量G的測量實驗,放大思想,實驗原理：,G的含義表示兩質(zhì)量m1=m2=1kg的勻質(zhì)小球，相距r=1m時萬有引力的大小,引力常量通常取,測定引力常量G的重要意義,1、用實驗證明了萬有引力的存在2、使萬有引力定律公式有了真正的實用價值可以計算天體間的引力大小，可間接計算天體的質(zhì)量、平均密
6、度等如：根據(jù)地球表面的重力加速度可以測定地球的質(zhì)量,例2：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律說明：開普勒第三定律中k是一個與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān)的常量.,建立模型行星繞太陽近似做勻速圓周運動,由萬有引力定律和牛頓第二定律得,例2：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律說明：開普勒第三定律中k是一個與行星無關(guān)，只與太陽有關(guān)的常量.,萬有引力與重力,知識拓展,m,R,在兩極：,在赤道：,赤道表面物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力,由于物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力很小,則萬有引力大小近似等于重力,卡文迪許在實驗室里測出了引力常量G的值，他把自己的實驗說成是“稱量地球的重量”。在實驗室里測量幾個鉛球之間的引力，就可以稱量地球，這
7、不能不說是一個科學(xué)奇跡。著名文學(xué)家，馬克吐溫滿懷激情地說“科學(xué)真是迷人。根據(jù)零星的事實，增添一點猜想，竟然贏得那么多收獲！”,課堂小結(jié),科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)的過程往往是大膽猜想和嚴(yán)格求證的結(jié)合.,1、萬有引力定律得出的思路和過程2、萬有引力定律的理解,1.既然任何物體間都存在著引力，為什么當(dāng)兩個人接近時不會吸在一起?我們通常分析物體的受力時是否需要考慮物體間的萬有引力？請你根據(jù)實際情況，應(yīng)用合理的數(shù)據(jù)，通過計算說明以上兩個問題。故它們之間的引力很小，且小于它們與地面間的摩擦力，故兩人不會吸在一起；受力分析時可不考慮物體間引力,問題與練習(xí),2、大麥哲倫云和小麥哲倫云是銀河系外離地球最近的星系（很遺憾，在北半球看不見）.大麥哲倫云的質(zhì)量為太陽質(zhì)量1010倍，即，小麥哲倫云的質(zhì)量為太陽質(zhì)量的109倍，兩者相距，求它們間的引力.,解析：有萬有引力定律得,萬有引力的宏觀性,3、一個質(zhì)子由兩個u夸克和一個d夸克組成。一個夸克的質(zhì)量是求兩個夸克相距時的萬有引力,解析：有萬有引力定律得,
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