1、第六章 万有引力与航天 6.3万有引力定律 1666年夏末一个温暖的夜晚，在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲的花园，坐在一棵树下，开始埋头读书。当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来，一个历史上最著名的苹果落了下来，正好打在23岁的牛顿头上。恰巧在这天，牛顿正苦苦思考着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上？又是什么力量使行星保持在环绕太阳运行的轨道上？为什么这个打中他脑袋的苹果会坠落到地上？于是一个伟大的定律万有引力定律诞生了！苹果和牛顿为什么行星不会飞离太阳?行星和太阳之间存在引力!太阳与行星间的引力 太阳与行星间的引力满足以下关系：即引力
2、的大小与二者距离的平方成反比 为什么月球也不会飞离地球呢？月球和地球之间存在引力 牛顿的猜想 苹果和地球之间存在引力 牛顿的猜想 为什么苹果会落地？2.地球表面的重力能否延伸到很远的地方，会不会作用到月球上？1.地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢？3.拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力也许真的是同一种力，遵循相同的规律?牛顿的猜想这些力是同一种性质的力，并且都遵从与距离的平方成反比的规律。当然这仅仅是猜想，还需要事实来检验！牛顿的猜想 检验目的：地球和月球之间的吸引力是否与地球吸引苹果的力为同一种力检验原理：根据牛顿第二定律
3、，知：月地检验地表重力加速度：地球半径：月球周期：月球轨道半径：求：（1）月球绕地球的向心加速度？（2）此向心加速度与重力加速的比值是多少？月地检验627.32.36 10 sT 天36400 10 mR 8603.84 10 mrR2 9.8 m/sg 解析：（1）根据向心加速度公式,有：即，2224月arrT2826324 3.143.84 102.36 102.72 10 m/s月a（2）32222.72 10 m/s1=9.8m s60月ag数据表明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，真的遵从相同的规律！我们的思想还可以更加解放！是否宇宙中任意两个物体之
4、间都有这样的力呢?万有引力定律 3、表达式：221rmmGF 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 m1和m2的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比.1、内容：2、方向：在两物体的连线上万有引力定律4、r的具体含义：对于可以看做质点的物体，r为两个质点之间的距离对于质量分布均匀的球体，r为两个球心之间的距离.m1m2r万有引力定律 G 是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体.卡文迪许100多年后，由英国物理学家卡文迪许测出引力常量1.单位：2.大小：11226 67 10N m/kgG.（1）卡文迪许扭秤装置引力常量3.引力常量G的测定引力
5、常量(2)卡文迪许扭秤实验（3）卡文迪许扭秤实验的意义：a.证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代；b.开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到了推广 引力常量 例1下列关于万有引力公式221rmmGF 的说法中正确的是（）A.公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体B.当两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D.公式中万有引力常量G 的值是牛顿规定的万物间都有不能看成质点卡文迪许测定例题C例2.如图所示，r 虽然大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大
6、小为()122A.m mGr12212C.()m mGrr+12212D.()m mGrrr+1221B.m mGrDr1 rr2两球心间的距离解析:1.对于万有引力定律的表述式，下列说法中正确的是()A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大C.m 1与m 2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D.m 1与m 2受到的引力大小总足相等的，而与m 1、m 2 是否相等无关AD练习2.那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？（太阳的质量为M=2.01030 kg，地球质量为m=6.01024 kg，日、地之间的距离为r=1.51011 m)3.51022 N 非常大，能够拉断直径为 9000 km 的钢柱=3.51022N解：万有引力的宏观性11302422116.67 102.0 106.0 101.5 10GMmFNr课堂小结一、月地检验1、猜想2、验证3、结论二、万有引力定律1、内容2、表达式3、适用条件三、引力常量的测量1、原理介绍 2、实验测量3、过程体验
