物理：5.1《万有引力定律及引力常量的测定》课件(鲁科版必修2)2

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1、第五章第一节万有引力定律及引力常量的测定远古，人们就梦想能够飞出地球，去探索星空的秘密…导入：从嫦娥奔月到“阿波罗”上天空间探索之月球之旅1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星上天，拉开了人类航天时代的序幕。前苏联宇航员加加林，于1961年4月12日，乘坐前苏联“东方号”飞船，环绕地球飞行了一圈，历时近两个小时，成为第一位进入太空的人。在人类探索宇宙空间的道路上，留下了许多光辉的足迹，积累了大量丰富的资源。加加林月球是距离地球最近的天体(约38万公里)，是人类进行太空探险的第一站。前苏联1959年发射的月球2号探测器在月球着陆，这是人类的航天器第一次到达

2、地球以外的天体。同年10月，月球3号飞越月球，发回第一批月球背面的照片。1970年发射的月球16号着陆于丰富海，把100克月球土壤送回了地球美国的“徘徊者”3-5号月球探测器“勘测者”月球探测器美国发射的月球轨道器“阿波罗”11号的登月舱“阿波罗”11号宇航员阿尔德林在月球表面宇航员阿尔德林在美国国旗旁留影。“阿波罗”15号的月球车“阿波罗”11号宇航员阿尔德林迈出登月舱“阿波罗”17号的月球车在月球上行驶。环绕月球飞行的“月球勘探者”探测器嫦娥一号问题:人类登月的梦想终于实现,那么人类是如何实现这些梦想呢?一、行星运动的规律——开普勒三大定律所有的行星绕太

3、阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。1.开普勒第一定律：（轨道定律）FF太阳行星2.开普勒第二定律：（面积定律）太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等。S1S2S1S2=思考：行星绕太阳运行时各点的速率相同吗？3.开普勒第三定律：（周期定律）所有行星的轨道半长轴R的立方跟公转周期T的平方的比值成正比。太阳行星FFROR：半长轴T：公转周期１、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（）A、所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动。B、行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处。C、离太阳越近的行星运动周期越长。D、所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公

4、转周期的二次方的比值都相等。D想一想，为什么？２.行星绕恒星的运动轨道如果是圆形，那么运行周期T的平方与轨道半径r的三次方的比为常数，设T2/r3=k,则常数k的大小()A.只与恒星的质量有关B.与恒星的质量及行星的的质量有关C.只与行星的质量有关D.与恒星的质量及行星的的速度有关小结：R3/T2=k，无论是对于不同行星绕太阳转还是对于不同卫星绕同一个行星转，都是合适的，只是k值不同，k与行星或卫星无关，仅与中心天体有关。A行星为什么会如此运行呢？它们为什么既不会脱离太阳，又不会坠向太阳呢？二、万有引力定律牛顿经过认真的思考，认为地面上物体的自由下落与天空中

5、月亮围绕地球转动的道理是相同的，都是由于地球对它们有引力作用。为什么同时受重力作用，表现出的现象却是一个是苹果落地，一个是月亮围绕地球转动呢？月亮为什么不会象苹果那样落向地面呢？为了说明在重力作用下，为什么月亮不会落向地面而围绕地球做圆周运动，牛顿给我们做了一个理想实验来说明这一问题。牛顿的人造地球卫星草图物体围绕地球做圆周运动和苹果落地一样也是物体受到重力的一种外在表现形式牛顿总结了前人的研究成果，运用开普勒三大定律和他在力学、数学方面的研究成果，提出了万有引力定律。自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的方向沿两物体的连线，引力的大小跟这两个物体的质量

6、的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。F=Gr2m1m2（1）内容（2）表达式1.质量的单位用kg,距离的单位用m,力的单位用N。公式说明：均匀球体r指两球心间距离。2.对于相距很远可看做质点的物体，r指质点间的距离。3.G为引力常量，G=6.67×10-11N·m2/kg2在数值上等于两个质量为1kg的物体相距1m时的相互作用力。例题并排坐着的两个人，他们的质心相距0.5m,质量分别是50kg和75kg，请用万有引力定律来估算他们之间的引力。解：由估算可知，当两物体质量不够大时，相互的引力非常小，通常忽略不计如何估算地球与地面物体之间的万有引力？通常将

7、地球质量等效集中于地球中心。一般情况下可以认为，地球上的物体受到的重力等于地球对它的引力。即：(M为地球质量，r为地球半径）物体在地面上的重力加速度的大小g=GM／r²物体在地球上不同点受到重力的方向不同。如图所示：互动与探究1.地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为（）A.1：27B.1：9C.1：3D.9：12.一个半径比地球大3倍，质量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的()A．6倍B．18倍C．4倍　Ｄ．13.5倍CB3.引力

8、常数的测定及其意义卡文迪许实验1.利用扭秤实验，证明