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1、开普勒三定律,知识回顾,开普勒第一定律轨道定律,所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上;,开普勒第二定律面积定律,对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积;,开普勒第三定律周期定律,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等.,问题探究,行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？,第2节、太阳与行星间的引力,第3节、万有引力定律,3知道引力常量的测定方法及其在物理学上的重要意义,学习目标：,1.知道太阳与行星间存在引力作用及行星绕太阳运动的向心力是由太阳对它的引力提供,2了解万有引力定律的发现过程，理解万有引力定
2、律的内容，会用万有引力定律公式解决有关问题，注意公式的适用条件,重点难点：,1.万有引力定律及其应用,2月地检验,伽利略,行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用，与距离成反比。,行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。,在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。,开普勒,笛卡尔,胡克,一切物体都有合并的趋势。,科学足迹,科学足迹,牛顿(16431727)英国著名的物理学家,当年牛顿在前人研究的基础上，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了万有引力定律。,牛顿在1676年给友人的信中写道：如果说我看的比别人更远，那是因为我
3、站在巨人的肩膀上。,建立模型,诱思：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？,建立模型,诱思：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？,行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？这个力的方向怎么样？,建立模型,诱思：太阳对行星的引力提供作为向心力，那这个力大小有什么样定量关系？,科学探究,行星运行速度v容易观测？怎么办？,科学探究,关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？,探究1:太阳对行星的引力F,请用中文描述这个关系式！,太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、
4、太阳距离的二次方成反比.,既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力？它有怎么样定量的关系？,科学探究,探究2:行星对太阳的引力F,太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.,科学探究,探究3:太阳与行星间的引力F,G为比例系数，与太阳、行星无关。,方向：沿着太阳与行星间的连线。,第二节小结,今天我们学到了什么?,古人观点,牛顿思考,理论演算,总结规律,建模,理想化,类比,关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（）A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力
5、D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比,随堂练习,A,二、月-地检验,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：,两式相比，得月球绕地球运动的向心加速度,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,二、月-地检验,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 km，则,三、万有引力定律,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
6、 距离的二次方成反比.,2.表达式：如果用m1,m2表示两物体的质量,用r表示两物体间 的距离,那么万有定律可以表示为:,3、说明：,注意！,(2)距离r：公式中的r是两个质点间的距离，对于均匀球体，就是两球心间的距离,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。,关于r的几点说明：,2万有引力定律适用的条件(1)万有引力定律适用于两个质点间的相互作用(2)一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力，可用公式计算，r为球心到质点间的距离,3对万有引力定律的理解,特别提醒：(1)任何物体间的万有引力都是同种性质的力(2)任
7、何有质量的物体间都存在万有引力，一般情况下，质量较小的物体之间万有引力忽略不计，只考虑天体间或天体对附近或表面的物体的万有引力,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：6.6710-7牛,建立物理模型,二、万有引力和重力的关系1重力是万有引力的一个分力重力是由于地球的吸引而产生的，但能否说万有引力就是重力呢？分析这个问题应从地球自转入手，在地球表面上的物体所受的万有引力F可以分解成物体所受到的重力G和随地球自转而做圆周运动的向心力F，如图621所示，,问题：万有引力与重力之间的关系？,启示：重力虽然是万有引力的一个分力，由于另一分力（物体随地球一起做圆周运
8、动所需的向心力）很小，所以在粗略运算时也可认为重力与万有引力是相等的。,F引,F向,G,即：,应用：,1、已知地球的半径和地球表面的重力加速度，就可以求出地球的质量；,2、这个公式同样应用于其它星球。,(黄金代换式）,特殊位置,4在高空处的重力假如说物体距地面的高度为h，在忽略地球自转的条件下有：mghG，而gR2GM.解得：gh()2g.,三、万有引力定律,万有引力定律重要意义,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。,
9、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。,这个关系式表明，随着高度的增加，重力加速度会减小在计算时，这个因素有时是不能忽略的,四、引力常量测定,四、引力常量测定,（1）实验原理：科学方法放大法,卡文迪许,卡文迪许实验室,四、引力常量测定,四、引力常量测定,（）实验数据 G值为6.6710-11 Nm2/kg2 G值的物理含义：两个质量为1kg的质点相距1m时，它们之间万有引力为6.6710-11 N,（3）巧妙之处,A、把微小力（根本不可能察觉不到的力）转变成力矩来反映（一次放大）,（）实验数据,B、扭转的微小角度又通过光标的移动来反映（二次放大）,第三节小结,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,3）公式适用范围：,质点之间和均匀的球体之间,G=6.6710-11Nm2/kg2,3、卡文迪许实验,谢谢大家！,再见,
