《人教版物理高中必修二《萬有引力定律》課件(共18張PPT)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版物理高中必修二《萬有引力定律》課件(共18張PPT)（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、開普勒第一定律開普勒第一定律 （幾何定律）（幾何定律）所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。處在所有橢圓的一個焦點上。開普勒第三定律開普勒第三定律 （周期定律）（周期定律）所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。kTa23開普勒定律回顧開普勒定律回顧關(guān)于行星運動的各種動力學解釋關(guān)于行星運動的各種動力學解釋17世紀前世紀前：行星理所應當?shù)淖鲞@種完美的圓行星理所應當?shù)淖鲞@種完美的圓周運動，無需動因。周運動，無需動因。伽利略伽利略一切物體都有合并
2、的趨勢，一切物體都有合并的趨勢，這種趨勢導致物體做圓周這種趨勢導致物體做圓周運動。運動。開普勒開普勒：受到了來自太陽的類似受到了來自太陽的類似于磁力的作用于磁力的作用。笛卡兒（法）笛卡兒（法）：在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)作用在行星上，的物質(zhì)作用在行星上，使得行星繞太陽運動。使得行星繞太陽運動。開普勒時代開普勒時代胡克、胡克、哈雷等哈雷等：受到了太陽對它的引力，證明了如果行星受到了太陽對它的引力，證明了如果行星的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比。星到太陽的距離的二次方成反比。牛頓牛頓：如果太陽和行星間的引力與距離的
3、如果太陽和行星間的引力與距離的二次方成反比，則行星的軌跡是橢二次方成反比，則行星的軌跡是橢圓，并且闡述了普遍意義下的萬有圓，并且闡述了普遍意義下的萬有引力定律引力定律牛頓時代牛頓時代推導過程推導過程 我們把行星繞太陽運動的橢圓軌道可我們把行星繞太陽運動的橢圓軌道可以近視看作為一個圓形軌道，這樣就簡以近視看作為一個圓形軌道，這樣就簡化了問題，易于我們在現(xiàn)有認知水平上化了問題，易于我們在現(xiàn)有認知水平上來接受來接受. 根據(jù)圓周運動的條件可知行星必根據(jù)圓周運動的條件可知行星必然受到一個太陽給的力然受到一個太陽給的力.牛頓認為這是牛頓認為這是太陽對行星的引力，那么，太陽對行太陽對行星的引力，那么，太陽對
4、行星的引力星的引力F應該為行星運動所受的向應該為行星運動所受的向心力心力 。rmwrvmF22推導過程推導過程Tvr 2prTmF224p再根據(jù)開普勒第三定律再根據(jù)開普勒第三定律 代入上式代入上式可得到：可得到：KTr232232)(4rmTrFpTwp2太陽對行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟太陽對行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，跟行星到太陽的距離的二次方成反比行星到太陽的距離的二次方成反比. 即：即： F2rm 根據(jù)牛頓第三定律可得：根據(jù)牛頓第三定律可得：2rmmF 2rmmGF G是一個常量是一個常量,對任何行星都成立對任何行星都成立m用用 表示太陽的質(zhì)量表示太陽的質(zhì)量萬有引力定律萬有引力定
5、律 內(nèi)容內(nèi)容 自然界中任何兩個物體都是相互吸自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)引的，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。次方成反比。 公式公式 如果用如果用m1和和m2表示兩個物體的表示兩個物體的質(zhì)量，用質(zhì)量，用r表示它們的距離，那表示它們的距離，那么萬有引力定律可以用下面的么萬有引力定律可以用下面的公式來表示公式來表示 221=rmmGF萬有引力定律中的物體是指質(zhì)點而言，萬有引力定律中的物體是指質(zhì)點而言，不能隨意應用于一般物體。不能隨意應用于一般物體。 適用條件適用條件 對于相距很遠因而可以看作質(zhì)點
6、的物對于相距很遠因而可以看作質(zhì)點的物體，公式中的體，公式中的r 就是指兩個質(zhì)點間的距離就是指兩個質(zhì)點間的距離；對均勻的球體，可以看成是質(zhì)量集中；對均勻的球體，可以看成是質(zhì)量集中于球心上的質(zhì)點，這是一種等效的簡化于球心上的質(zhì)點，這是一種等效的簡化處理方法。處理方法。 粗略的計算兩個質(zhì)量為粗略的計算兩個質(zhì)量為50kg，相距，相距0.5m的人之間的引力的人之間的引力 為什么說是粗略？為什么說是粗略？ NrmmGF7112211067.625.050501067.6這個力是一個什么樣的概念？這個力是一個什么樣的概念？萬有引力定律的重要意義萬有引力定律的重要意義 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，對物理學、萬有引力定
7、律的發(fā)現(xiàn)，對物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響，它把地面天文學的發(fā)展具有深遠的影響，它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一了起來，在科學文化發(fā)展上起到了積極的了起來，在科學文化發(fā)展上起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物。能力理解天地間的各種事物。月地實驗月地實驗根據(jù)向心加速度公式：根據(jù)向心加速度公式： 224Trap31071. 22sm .3600ga 231027. 2sm根據(jù)牛頓推出的公式根據(jù)牛頓推出的公
8、式理想實驗理想實驗 設(shè)想一個小月球非常接近地球，以至于幾設(shè)想一個小月球非常接近地球，以至于幾乎觸及地球上最高的山頂，那么使這個小乎觸及地球上最高的山頂，那么使這個小月球保持軌道運動的向心力當然就應該等月球保持軌道運動的向心力當然就應該等于它在山頂處所受的重力。如果小月球突于它在山頂處所受的重力。如果小月球突然停止做軌道運動，它就應該同山頂處的然停止做軌道運動，它就應該同山頂處的物體一樣以相同速度下落，如果它所受的物體一樣以相同速度下落，如果它所受的向心力不是重力，那么它就將在這兩種力向心力不是重力，那么它就將在這兩種力的共同作用下以更大的速度下落，這是與的共同作用下以更大的速度下落，這是與我們
9、的經(jīng)驗不符的，所以，是同性質(zhì)的力我們的經(jīng)驗不符的，所以，是同性質(zhì)的力 發(fā)現(xiàn)未知天體 、海王星的發(fā)現(xiàn)海王星的發(fā)現(xiàn) 英國劍橋大學的學生，23歲的亞當斯，經(jīng)過計算，提出了新行星存在的預言他根據(jù)萬有引力定律和天王星的真實軌道逆推，預言了新行星不同時刻所在的位置同年，法國的勒維列也算出了同樣的結(jié)果，并把預言的結(jié)果寄給了柏林天文學家加勒 當晚（1846.3.14），加勒把望遠鏡對準勒維列預言的位置，果然發(fā)現(xiàn)有一顆新的行星就是海王星.海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)冥王星的發(fā)現(xiàn)海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道海王星發(fā)現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)它的軌道也與理論計算的不一致于是幾位學者用也與理論計算的不一致于是幾位學者用亞當斯和勒維列的方法預言另一顆新行星亞當斯和勒維列的方法預言另一顆新行星的存在的存在在預言提出之后，在預言提出之后，1930年，湯博（年，湯博（Tom baugh）發(fā)現(xiàn)了這顆行星發(fā)現(xiàn)了這顆行星冥王星冥王星冥王星的實際觀測冥王星的實際觀測軌道與理論計算的一致，所以人們確認，冥王星軌道與理論計算的一致，所以人們確認，冥王星是太陽系最外一顆行星了是太陽系最外一顆行星了再見再見
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