课件34张PPT。第五章 万有引力与航天5.2 万有引力定律是怎样发现的知识回顾开普勒行星运动定律的内容是什么？1、第一定律：（轨道定律） 2、第二定律：（面积定律） 3、第三定律：（周期定律） 一、 轨道定律近似圆周，太阳在圆心二、面积定律行星绕太阳做匀速圆周运动三、周期定律r行星运动的简化的模型问题引入行星为什么这样运动?一、近代物理学家对行星运动本质的认识与发展行星是依靠太阳发出的磁力维持着绕日运动意识到太阳有一种力支配着行星的运动 法国笛卡儿认为空间充满着一种看不见的流质，形成许多大小、速度、密度不同的漩涡从而带动着行星转动 法国布里奥 首先提出平方反比假设。认为每个行星受太阳发出的力支配，力的大小跟行星与太阳的距离的平方成反比。一、近代物理学家对行星运动本质的认识与发展 17世纪中叶后：引力思想已逐渐被人们所接受，甚至有了引力与距离的平方成正比的猜想。其中英国物理学家胡克、雷恩、哈雷都对此做出了贡献。一、近代物理学家对行星运动本质的认识与发展二、站在巨人肩上的牛顿 牛顿之前或与牛顿同时代的科学家为什么不能把引力问题彻底解决呢？困难之一 ： 行星沿椭圆轨道运动，速度的大小方向均不断变化。当时解决这种曲线运动问题，还缺少相应的数学工具。二、站在巨人肩上的牛顿困难之二： 天体是一个庞然大物，如果认为行星受到太阳的引力，如何计算这种引力的总效果，当时还缺乏理论上的工具。 困难之三： 如果天体之间是相互吸引的，那么在众多天体共存的太阳系中，如何解决天体间相互吸引相互干扰这一复杂的问题呢？二、站在巨人肩上的牛顿 牛顿研究引力问题三大法宝1、他利用他创立的微积分方法，越过了变速运动的障碍。牛顿在前人的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨道应是椭圆。二、站在巨人肩上的牛顿2、他利用模型方法提出了质点概念，并通过微积分计算论证，把天体的质量集中于球心，方便的计算出天体间的引力的总效果。 3、他大胆地撇开其他天体的作用不计，只考虑太阳对行星的引力作用。合理的简化使他直达问题的本质。二、站在巨人肩上的牛顿逻辑推理行星的公转周期：T行星到太阳的距离: r设行星的质量为m行星则由牛顿第二定律得：不同行星的公转周期T不同，如何消去T ？ 太阳对行星的引力逻辑推理一对相互作用力： 同一性质，大小相等太阳与行星间的引力太阳对行星的引力为什么月球不能飞离地球呢？1.既然是太阳与行星之间的引力使得行星不能飞离太阳，那么，太阳与地球之间的吸引力与地球吸引物体（苹果）的力是否是同一种力呢?2.即使在最高的建筑物上和最高的山顶上，都不会发现重力有明显的减弱，那么，这个力会不会延伸作用到月球上?拉住月球围绕地球运动？牛顿的猜想牛顿的猜想猜想： 假设地球对月亮、苹果的力是同一种性质的力，这可能是地球对其表面上的物体的重力延伸到月亮，且它们都是类似太阳与行星间的引力，都应遵从“与距离平方成反比”的规律。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．根据牛顿第二定律，知：猜想的验证 ：月-地检验猜想的验证 ：月-地检验验证过程1.定律表述：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，跟它们的距离的二次方成反比.2.【说明】 1.m1和m2表示两个物体的质量，r表示它们的距离。 2.G为引力常量，G=6.67×10－11 N·m2/kg2 3.G的物理意义———两质量各为1kg的物体相距1m时万有引力的大小.三、万有引力定律3.万有引力公式的适用范围：（1）万有引力存在于一切物体之间，但上述公式只能计算两质点间的引力；即两物体的形状和大小对它们之间的距离而言,影响很小,可以忽略不计.（2 ... ...
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