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1、6.6.3 3 萬有引力定律萬有引力定律1、了解萬有引力定律得出的思路和過程，、了解萬有引力定律得出的思路和過程，體會在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中猜想與求證的重體會在科學(xué)規(guī)律發(fā)現(xiàn)過程中猜想與求證的重要性。要性。2、知道萬有引力定律的適用范圍，會用萬、知道萬有引力定律的適用范圍，會用萬有引力定律解決簡單的引力計算問題，了解有引力定律解決簡單的引力計算問題，了解引力常量引力常量G的測定在科學(xué)史上的重大意義。的測定在科學(xué)史上的重大意義。行星為什么能夠繞太陽運轉(zhuǎn)而不會飛離太陽？行星為什么能夠繞太陽運轉(zhuǎn)而不會飛離太陽？牛頓：牛頓：太陽對行星的引力太陽對行星的引力使得行星繞太陽公轉(zhuǎn)而不能飛離太陽使得行星繞太陽公轉(zhuǎn)
2、而不能飛離太陽2MmFGr2r行太mMF 是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒有離開地球？是什么原因使月球繞地球公轉(zhuǎn)而沒有離開地球？看課本看課本39-40頁頁“月月-地地檢驗檢驗”部分，填寫導(dǎo)學(xué)案部分，填寫導(dǎo)學(xué)案“自主學(xué)習自主學(xué)習”1、2，時間，時間六分鐘。六分鐘。又是什么力使得地面又是什么力使得地面上的物體不能離開地球，上的物體不能離開地球，總要落回地面呢？總要落回地面呢？一、萬有引力的一、萬有引力的檢驗檢驗-月月-地檢驗地檢驗?zāi)康模候炞C目的：驗證 地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力地球?qū)Φ孛嫔咸O果的引力 地球?qū)υ虑虻囊Φ厍驅(qū)υ虑虻囊ψ裱裱?22m mFGr思路：思路：1、假設(shè)猜想成立，理論推導(dǎo)、假設(shè)猜
3、想成立，理論推導(dǎo) 2、實際測量、實際測量 若二者結(jié)果一致若二者結(jié)果一致則假設(shè)成立則假設(shè)成立反之不成立反之不成立假設(shè)假設(shè)維持月球繞地球運動的力以及地面物體所受的引力和太陽與行維持月球繞地球運動的力以及地面物體所受的引力和太陽與行星之間的力遵循同一規(guī)律星之間的力遵循同一規(guī)律(即即“平方反比平方反比”關(guān)系）。（已知月球軌道關(guān)系）。（已知月球軌道半徑是地球半徑的半徑是地球半徑的60倍倍）（1）將物體）將物體m放在月球軌道上所受引力為：放在月球軌道上所受引力為：1.理論推導(dǎo)：理論推導(dǎo)：21rGMmF （2）將物體）將物體m放在地球表面所受引力為：放在地球表面所受引力為：22RGMmF（3）兩者比值：）兩
4、者比值：360012221rRFF在牛頓的時代，已能比較精確測定：在牛頓的時代，已能比較精確測定：月球與地球的距離月球與地球的距離 3.83.810108 8m m 月球公轉(zhuǎn)周期月球公轉(zhuǎn)周期 T=27.3T=27.3天天地球的自由落體加速度地球的自由落體加速度 g=9.8m/sg=9.8m/s2 2 求求月球公轉(zhuǎn)的向心加速度：月球公轉(zhuǎn)的向心加速度：22822232443.14ar3.8 10 m/sT(27.3243600)2.7 10m/s實際測量計算與假設(shè)的理論推導(dǎo)結(jié)果一致實際測量計算與假設(shè)的理論推導(dǎo)結(jié)果一致rTa224月即：月球公轉(zhuǎn)軌道半徑即：月球公轉(zhuǎn)軌道半徑 r=3.8108m2.實際
5、測量實際測量360018.9107.2223smsmga月驗證結(jié)論驗證結(jié)論地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力地球?qū)υ虑虻囊Φ厍驅(qū)υ虑虻囊μ枌π行堑囊μ枌π行堑囊?22m mFGr是同一種性質(zhì)力，是同一種性質(zhì)力，都遵循都遵循大膽設(shè)想：大膽設(shè)想：宇宙中的一切物體間都有引力宇宙中的一切物體間都有引力:122mmFr 看課本第看課本第40頁的頁的“萬有引力定律萬有引力定律”和和“引力常量引力常量”兩個兩個知識點，填寫導(dǎo)學(xué)案知識點，填寫導(dǎo)學(xué)案“自主學(xué)習自主學(xué)習”3、4部分，時間六分鐘。部分，時間六分鐘。1.1.內(nèi)容：內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向自然界中任何兩個物
6、體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小在它們的連線上，引力的大小F F與物體的質(zhì)量與物體的質(zhì)量m m1 1和和m m2 2的乘積的乘積成正比，與它們的距離成正比，與它們的距離r r的二次方成反比的二次方成反比.122m mFGr2.公式：公式：m m1 1,m,m2 2-兩物體的質(zhì)量兩物體的質(zhì)量 r-r-兩物體間的距離兩物體間的距離 G-G-比例系數(shù)，叫比例系數(shù)，叫引力常量引力常量，適用于任何物體，適用于任何物體，G G的國際單位的國際單位 Nm2/kg2122m mFrm1m2FFr212mmFrG 二、萬有引力定律二、萬有引力定律3.3.公式公式 的適用條件：的適用條件：(1)
7、(1)兩個質(zhì)點間引力大小的計算兩個質(zhì)點間引力大小的計算122m mFGrm1m2FFrr 為兩質(zhì)點間的距離為兩質(zhì)點間的距離(2)質(zhì)量分布質(zhì)量分布均勻均勻的兩個的兩個球體球體，可視為質(zhì)量集中于球心，可視為質(zhì)量集中于球心;或均勻質(zhì)量球體和球外一質(zhì)點或均勻質(zhì)量球體和球外一質(zhì)點r為物體到地心的距離為物體到地心的距離r為兩球心間的距離為兩球心間的距離 A A公式中公式中G G為引力常量，它是由實驗測得的，為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的而不是人為規(guī)定的 B B當當r r趨近于零時，萬有引力趨近于無窮大趨近于零時，萬有引力趨近于無窮大 C Cm m1 1與與m m2 2受到的引力總是大小相等
8、的，與受到的引力總是大小相等的，與m m1 1、m m2 2是否相等無關(guān)是否相等無關(guān) D Dm m1 1與與m m2 2受到的引力總是大小相等、方向相反受到的引力總是大小相等、方向相反的，是一對平衡力的，是一對平衡力221rmm1.對于萬有引力定律的表達式對于萬有引力定律的表達式 F=G下面說法中正確的是下面說法中正確的是當堂檢測:22121)(rrrmmG2.如圖所示，兩球的質(zhì)量均勻分布，大小分別為m1、m2，則兩球間的萬有引力大小為（）221rmmG2121rmmG22121)(rrmmGA.B.C.D.分析:對于均勻的球體,應(yīng)是兩球心間距D三、萬有引力定律的三、萬有引力定律的檢驗檢驗 引
9、力常量引力常量G的測量實驗的測量實驗rFrFmm mm 212mmFrG 17981798年，年，英國英國物理學(xué)家物理學(xué)家卡文迪許卡文迪許巧妙地利用巧妙地利用扭秤裝置扭秤裝置,第一次在實驗室里對兩個鉛球間的引力大小第一次在實驗室里對兩個鉛球間的引力大小F F做了精確測量做了精確測量和計算，比較準確地測出了引力常量和計算，比較準確地測出了引力常量G G的數(shù)值的數(shù)值1122G=6.67 10Nm/kg引力常量通常取引力常量通常取太陽與行星間的引力太陽與行星間的引力:2MmFGr萬有引力的猜想：萬有引力的猜想：萬有引力的檢驗：萬有引力的檢驗：推廣：推廣：萬有引力定律的檢驗：萬有引力定律的檢驗：下一課：萬有引力理論的成就下一課：萬有引力理論的成就萬有引力定律的得出萬有引力定律的得出:122m mFGr“天上天上”的力與的力與“人間人間”的力是同一種力的力是同一種力月月-地檢驗地檢驗宇宙中一切物體間都有引力宇宙中一切物體間都有引力引力常量引力常量G的測量實驗的測量實驗
萬有引力定律(公開課)【青苗教育】
