第六章万有引力与航天6.3万有引力定律教者:胡昌武我们的太阳系熟了的苹果为什么向地面降落?合作探究小组交流苹果落地太阳与行星之间的引力与地球吸引物体(苹果)的力是否是同一种力呢?思考:(认真阅读课文第二段)太阳与行星之间的引力和地球吸引物体(苹果)的力是同一种力吗?你的观点是:你的观点是:____________________________________________________你的理由是:你的理由是:____________________________________________________一、简单推理猜想假设(月---地检验)二、猜想假设事实检验Rr“月——地”检验示意图假设地球与月球之间的引力和地球吸引物体的力(重力)是同一种力。都遵从“平方反比”规律(月---地检验)二、猜想假设事实检验2、已知月球的公转周期T=27.3天,月球轨道半径r≈3.84×108m,根据圆周运动知识求:月球绕地球的向心加速度?1、已知月球轨道半径约为地球半径的60倍,地球表面重力加速度g=9.8m/s2,根据引力公式求:在月球轨道高处的重力加速度?2地月月地rmmGF把引力公式推广,牛顿认为:行星与卫星之间的引力、地球作用与物体上的重力和太阳对行星的引力,都是同样性质的力。根据上述引力公式,对“月-地系统‘和地面上的物体分别可得到:月月地月月地amrmmG2gmamrmmG物物物地物地2grra2地月地月两式相比,得在月球轨道高处的重力加速度因为地球与月球之间的距离r地月约为地球半径r地的60倍,因此2322/107.2/8.936001601smsmga月(月---地检验)二、猜想假设事实检验已知月球的公转周期T=27.3天,月球轨道半径约为地球半径的60倍,地球半径R=6.4×103km,则22226224T43.14606.41027.3243600)0.00272(/)rarms向((月---地检验)二、猜想假设事实检验三、事实检验理论完善太阳与地球之间存在引力地球与月球之间存在引力地球与物体之间存在引力任何物体之间都存在引力1.内容: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,跟它们的距离的二次方成反比.122FGrmm2.表达式:★关于r的几点说明:•1.对于两个质量均匀的球体,r指两个球心之间的距离。•2.对于两个相距很远的质点,r指两个质点之间的距离。•3.r不可能为零。万有引力定律天地统一万有引力定律天地统一万有引力定律--重要意义⑴是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。⑵在科学文化发展史上起到了积极的推动作用,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大的信心,人们有能力理解天地间的各种事物。四、后人完善(扭秤装置巧改造,引力常量被测出)(1)实验原理:科学方法——放大法卡文迪许卡文迪许实验室四、后人完善(扭秤装置巧改造,引力常量被测出)四、后人完善(扭秤装置巧改造,引力常量被测出)(2)实验数据G值为6.67×10-11Nm2/kg2G值的物理含义:两个质量为1kg的物体相距1m时,它们之间万有引力为6.67×10-11N四、后人完善(扭秤装置巧改造,引力常量被测出)例题:估算两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力约有多大?答案:6.67×10-7牛三、万有引力定律课堂小结1、牛顿发现万有引力定律的过程2、万有引力定律1)内容2)公式221rmmGF3)公式适用范围:质点之间和均匀的球体之间G=6.67×10-11Nm2/kg23、卡文迪许实验