資源簡介

(共18張PPT)
萬有引力定律
囊括萬殊，裁成一相
胡克: （1635－1703）
物理學家：發現了胡克定律，引力平方反比，光的波動說，折射望遠鏡
第一個觀察到火星和木星的自轉，發現雙星，測量恒星視差（天文學家）
第一個發明了輪形氣壓計、液體比重計、風速計里程計、車輛的傳動裝置中使用的萬向節、鐘表游絲、后來用于相機的可變光圈 （機械專家）
倫敦大火后，重新設計建設倫敦，包括格林尼治天文臺 （建筑設計師）
第一個用自己制作的顯微鏡觀察軟木切片發現了細胞 （生物學家）
萬有引力到底誰的貢獻大？
牛頓：（1643—1727）
被譽為“物理學之父”，經典力學基礎的牛頓運動三定律的建立者。他還闡明了動量和角動量守恒原理，發明了反射式望遠鏡，提出了顏色理論，創立了微積分學，證明了廣義二項式定理等等。國會議員，皇家學會會長，主持了英國鑄幣廠工作等
胡克與牛頓萬有引力成果之爭
1676年，牛頓寫信給胡克：如果我看得更遠一點的話，是因為我站在巨人的肩膀上
1674年在牛頓說在地表拋蘋果，如果可以進入地球里面，是螺旋線，遭到胡克諷刺
1679年，胡克代表英國皇家學會向牛頓約稿，信中提到引力與距離平方成反比
1684年，胡克、哈雷、雷恩咖啡館討論引力反比以及橢圓軌道的原因
1672年29歲牛頓剛成為皇家協會會員，做為見面禮，寫了一篇《關于光和色的新理論》并提出光子說，遭到胡克批頭蓋臉的批駁，牛頓氣的要退會
1684年，哈雷去牛津找到了隱居的牛頓，牛頓隨后給出了著名的9頁紙
1686年，在哈雷的幫助下，牛頓整理資料，出版了“自然哲學的數學原理”
1703年，胡克去世，牛頓任皇家學會會長
牛頓解決了引力公式的普遍適用問題
月球受到的引力
蘋果受到的重力
一、牛頓著名的“月地檢驗”
對月球：
對蘋果：
學生任務：假設地球對月球的引力與地球表面的蘋果受到的重力是同一種力. 遵從行星與太陽的引力公式，且已知月球繞地球轉動的半徑是地球半徑R的60倍，求月球做勻速圓周運動的向心加速度大小（已知重力加速度g=9.8m/s2，未知G和地球質量M）
一、牛頓著名的“月地檢驗”
學生任務：檢驗剛才計算的a月.
通過月地檢驗，表明：
太陽對行星的引力、地球對月球的引力、及地球對地面物體的引力，是同一種力，遵循相同的規律！
已知月球的軌道半徑38400km，運行周期T=27.3天=2.3587 106s
二、萬有引力定律
1、內容：自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟這兩個物體的質量m1和m2的乘積成正比，跟它們的距離 r 的二次方成反比。
2、表達式：
3、引力常量：
卡文迪許扭秤實驗(100年后)
二、萬有引力定律（適用條件）
1）質點間的引力
2）質量分布均勻的球體之間的引力，可將球視為質量集中于球心的質點，r為兩個球心之間的距離；
m1
m2
r
3）經典力學宏觀低速
1、如圖所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質量分布均勻，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為（ 　　 ）
r1
r
r2
A、
B、
C、
D、
D
三、例題
2. 行星繞太陽轉動可近似看成是勻速圓周運動。請用萬有引力定律，證明所有行星做勻速圓周運動的半徑r三次方與周期T的平方的比值為定值，并求出這個比值的表達式
三、例題
解：設太陽質量為M，任一行星質量為m，環繞半徑為r，周期為T,
則由萬有引力提供向心力
結論：k只與中心天體的質量有關；
即，只要中心天體相同，所有環繞天體的k相同.
3、兩個質點質量均為100kg，它們的距離為1m，求它們的萬有引力大
小. 已知：
三、例題
引力是普遍存在的，但是由于平時接觸的物體間的引力不是很大，所以我們不太容易感受到引力的存在
4、質量為1kg的物體放在地球表面，已知地球質量近似為5.97×1024kg，地球半徑R=6371km，G=6.67×10-11N·m2/kg2. 求地球對它的萬有引力大小
三、例題
思考：重力和萬有引力到底有什么關系呢？
四、重力與引力的關系
1. 地球上的人怎樣去測量物體的重力？
N = mg ①
2. 考慮地球自轉，對赤道上的物體做受力分析
②
①②聯立
結論: 赤道上的物體，引力=重力+向心力
F引
N
mg
F向
③
四、重力與引力的關系
在南北兩極，重力與引力是什么關系呢
F引
N
mg
四、重力與引力的關系
如圖所示的位置，重力與引力什么關系？
F引
N
mg
F向
提示：1.合力（向心力）指向圓心
2. N與G等大反向，N向哪個方向？
四、重力與引力的關系
思考1：自轉越快，赤道上的重力越大還是越小？
F引
N
mg
F向
思考2：自轉線速度等于多少時，恰好
支持力為0？（重力也為0）
1. 月地檢驗
2. 萬有引力定律：
適用條件：（1）質點 ； （2）均勻球體間的引力，r為球心的距離
3. 應用：
（1）證明開普勒第三定律
（2）計算引力
（3）重力與引力的關系
。。。。。。。。。。。。。
五、課堂小結
課后科研任務二選一
1. 偏數學物理方向：計算一下那顆行星相同時間掃過的面積最大
2. 偏人文歷史方向：查閱資料調查李約瑟之問與錢學森之問，思考中國近代
衰落與現代崛起道路上的必然原因與偶然原因

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