第01节万有引力定律-(3)VIP免费

6.3万有引力定律——一个苹果引发的科学巨变老王故事汇澄海中学王烁绚亚里士多德（公元前384-前322）天地埃德蒙多·哈雷（1656-1742）罗伯特·胡克（1635-1703）克里斯托弗·雷恩（1632-1723）F𝛼1𝑟2月球为什么饶地球转动？艾萨克·牛顿（1643-1727）英国皇家学会收藏的苹果树残片剑桥大学空间站种子育苗思考1.图1苹果为什么飞向地球？2.图1月球为何没有落向地面？苹果受到地球对它的引力地球对月球的力，完全提供月球做圆周运动所需的向心力思考4.图2行星为何没有落向太阳？3.图1中假设月球静止，月球会怎样运动？太阳对行星的力，完全提供行星做圆周运动所需的向心力5.图2中假设行星静止，行星会怎样运动？飞向太阳飞向地球F1F2F3太阳对行星的力F3地球对月球的力F2地球对苹果的力F1这三个力的性质会不会相同，并遵循相同的规律？若是一样，则地球对月球的力、地球对苹果的引力，都符合太阳对行星的引力的表达式方向沿二者连线r3r2r1r4F1F2F3一、牛顿的猜想太阳与行星间的引力、地球对月球的力和地球对苹果的引力，它们是同种性质的力，都遵循“与距离平方成反比”的关系，即实践是检验真理的唯一标准！猜想二、月—地检验1.目的验证地球对月球的力地球对苹果的力都遵循2.方法1、假设猜想成立，推导理论数值2、测算实际数值3、对比数据，得出结论若二者结果一致，则假设成立；若不一致，则假设不成立。理论推导已知地球半径6400km，月球的轨道半径是地球半径的60倍，月球绕地周期T为27.3天。设地球质量为M，苹果质量为m1，月球质量为m2，苹果加速度为,求月球向心加速度。则解：根据太阳与行星间的引力𝐹=𝐺𝑀𝑚𝑟2𝑎2𝑎1=¿又¿9.83600𝑚/𝑠2根据牛顿第二定律𝐹=𝑚𝑎𝑎=¿则𝐺𝑀𝑟2即𝑎∝1𝑟2𝑎2=𝑟12𝑟22𝑔𝑟2=60𝑟1𝑎1=𝑔,实际测算理论加速度实际加速度=结论：地球对月球的力和地球对苹果的力是，它们遵从，即解：根据向心加速度公式猜想正确同种性质的力距离的平方反比规律已知地球半径6400km，月球的轨道半径是地球半径的60倍，月球绕地周期T为27.3天。设地球质量为M，苹果质量为m1，月球质量为m2，苹果加速度为,求月球向心加速度。𝑎2=4𝜋2𝑟2𝑇2三、合理外推天上天地地面任何两个物体之间应该都有引力F1F2F3四、万有引力定律1687年牛顿出版《自然哲学的数学原理》自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比。1.内容2.表达式（5）G为引力常量。3.说明（1）普遍性、（2）m1和m2表示两个物体的质量（3）r表示两物体间的距离①两物体为质点，距离远远大于自身大小，自身大小可以忽略不计（4）适用条件:中学阶段只能用于质点间或质量分布均匀的球体之间的引力计算②两物体为质量分布均匀球体时,r为两球心之间的距离F’F相互性只要质量一定，当r→0时，F→∞。五、引力常量的测定英国物理学家卡文迪许巧妙的利用扭秤装置,比较准确的测量出了引力常量G的数值。亨利·卡文迪许（1731-1810）电学领域突出贡献电势；导体上的电势与通过电流成正比……卡文迪许也许是有史以来最伟大的实验物理学家，他几乎预知了电学上的所有伟大事实。——麦克斯韦卡文迪许实验室诺贝尔奖得主有29名测定引力常量G、推算地球密度和质量“第一个测出地球质量的人”五、引力常量的测定扭秤装置五、引力常量的测定石英丝:细、轻、韧，承受力好，易扭转，利用扭转放大力的作用效果细长的杆：放大力的作用效果扭秤装置两个小球：放大引力，保持倒T型架的平衡五、引力常量的测定扭秤装置POO’P’小平面镜：获得2倍偏转角，放大偏转角细光束和刻度尺：刻度尺离得越远，光斑移动距离越大，放大距离五、引力常量的测定石英丝:细、轻、韧，承受力好，易扭转，利用扭转放大力的作用效果细长的杆：放大力的作用效果扭秤装置两个小球：放大引力，保持倒T型架的平衡细光束和刻度尺：放大距离化小为大小平面镜：放大偏转角五、引力常量的测定1.引力常量2.物理意义3.现实意义（牛平方米每千克平方）两质量各为1kg的物体相距1m时万有引力的大小为6.67×10-11N（1）用实验证明了万有引力的存在（2）使万有引力公式有了实用价值（3）开创了...