第 3 节 万有引力定律新课教学一.牛顿发现万有引力定律的过程(引导学生阅读教材找出发现万有引力定律的思路)假想——理论推导——实验检验(1)牛顿对引力的思考 牛顿看到了苹果落地发现了万有引力,这只是一种传说
但是,他对天体和 地球的引力确实作过深入的思考
牛顿经过长期观察研究,产生如下 的假想:太阳、行星以及离我们很远的恒星,不管彼此相距多远,都是互相吸引着,其引力随距离的增大而减小,地球和其他行星绕太阳转,就是靠劂的引力维持
同样,地球不仅吸引地面上和表面附近的物体,而且也可以吸引很远的物体(如月亮),其引 力也是随距离的增大而减弱
牛顿进一步猜想,宇宙间任何物体间都存在吸引力,这些力具有相同 的本质,遵循同样的力学规律,其大小都与两者间距离的平方成反比
牛顿对定律的推导首先,要证明太阳的引力与距离平方成反比,牛顿凭着他对于数学和物理学证明的惊人创造才能,大胆地将自己从地面上物体运动中总结出来的运动定律,应用到天体的运动上,结合开普勒行星运动定律,从理论上推导出太阳对行星的引力 F 与距离 r 的平方成反比,还证明引力跟太阳质量 M 和行星质量 m 的乘积成正比,即 ∝牛顿再研究了卫星的运动,结论是:它们间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比
牛顿对定律的检验以上结论是否正确,还需经过实验检验
牛顿根据观测结果,凭借理想实验巧妙地解决了这一难题
牛顿设想,某物体在地球表面时,其重力加速度为 g,若将它放到月球轨道上,让它绕地球运 动时,其向心加速度为 a
如果物体在地球上受到的重力 F1,和在月球轨道上运行时受到的作用力 F2,都是来自地球的吸引力,其大小与距离的平方成反比,那么,a 和 g 之间应有如下关系:已 知 月 心 和 地 心 的 距 离 r月地 是 地 球 半 径 r地 的 60 倍 , 得
从动力学角度得出的这一