万有引力定律人教版高中物理必修2新知导入ÍòÓÐÒýÁ¦¶¯万有引力动画思考:太阳对行星的引力使得行星围绕太阳运动,月球围绕地球运动,是否能说明地球对月球有引力作用?新知导入抛出的物体总要落回地面,是否说明地球对物体有引力作用?那么自然界中任何两个物体间是否都存在引力?引力的大小和方向能确定吗?要想清楚明白了解这些问题,就需要认真学习万有引力定律。新知讲解1、伽利略:认为行星的运动是由“惯性”自行维持的。一、科学家们的探索之路2、开普勒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。3、笛卡尔认为在行星的周围有旋转的物质作用在行星上,使得行星绕太阳运动新知讲解下面我们根据牛顿运动定律及开普勒行星运动定律来讨论太阳与行星间的引力。4、胡克:认为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。5、牛顿:认为以任何方式改变速度(包括改变速度的方向)都需要力。这就是说,使行星沿圆或椭圆运动,需要指向圆心或椭圆焦点的力,这个力应该就是太阳对它的引力。新知讲解二、行星与太阳间的引力1、简化模型:行星轨道按照“圆”来处理;太阳行星v行星做匀速圆周运动时,受到一个指向圆心(太阳)的引力提供了向心力,太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。FF’新知讲解问题:设行星的质量为m,速度为v,行星与太阳间的距离为r,周期为T,请推导太阳对行星的引力F。mv2rF=——解:行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为:①v=——2πrT周期为T与线速度为v的关系:②F=——4π2mrT2②代入①得:③2、太阳和行星之间的引力新知讲解上式等号右边4π2k为常量,太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,与行星、太阳距离的二次方成反比:即Fm∝/r2。由开普勒第三定律:=k得:T2=,——r3T2——r3kF=4π2k——mr2同理行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比,与行星、太阳距离的二次方成反比:即:F′∝M/r2代入③得:新知讲解由牛顿第三定律知F和F′的大小相等,因此太阳和行星之间的引力与行星和太阳的质量成正比与距离的二次方成反比F——∝Mmr2写成等式就是:F=G——Mmr2式中量G与太阳、行星都没有关系。太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。至此,牛顿一直是在已有的观测结果和理论引导下进行推测和分析,观测结果仅对“行星绕太阳运动”成立,这还不是万有引力定律。新知讲解三、月—地检验思考:地球绕太阳运动,月球绕地球运动,它们之间的作用力是同一种性质的力吗?这种力与...