1、照片名:蓝色弹珠(The Blue Marble) 拍摄时间:1972年12月7日 拍摄者:阿波罗17号太空船船员 拍摄地:距离地球约四万五千公里的太空,第三章 第2节 万有引力定律,成都七中 邱明章,行星为何围绕太阳运动?是什么力使行星围绕太阳运动?17世纪的物理学家是怎么解释的?,关于行星围绕太阳运动的各种解释,牛顿,开普勒,笛卡尔,胡克、哈雷,万有引力定律,(一)建立过程,太阳对行星的引力提供向心力,F=F ,F,月球,地球,月球轨道半径:r2 =3.84108m 月球绕地转动周期:T =27.3天2.36106s,牛顿的“月地”检验,理论值:,实测值:,r1,r2,60r1,这表明地面
2、上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一种性质的力,遵守相同的规律。,?,万有引力定律,(一)建立过程,太阳对行星的引力提供向心力,F=F,F,牛顿第二定律,开普勒第三定律,牛顿第三定律,“月地检验”推广到一切物体,(三)表达式,(G为引力常量),自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比。,(二)内容,牛顿虽然发现了万有引力定律 ,但却无法算出天体(物体)间的引力大小,为什么呢?,思考以下问题:(1)卡文迪许实验装置是如何解决“通常物体间万有引力因为很小而难于测量”的问题? (2)这个实验设计所包含怎样的物理思想方法?,
3、自主学习教材第48页发展空间卡文迪许测定引力常量的实验,(四)扭秤实验测定引力常量,(四)扭秤实验测定引力常量,卡文笛许扭称实验巧妙之处,巧妙的利用引力力矩与悬丝的弹性恢复力矩平衡.,充分利用T型轴将小球受到的万有引力作用效果进行一次放大.,充分利用光学反射原理,对微小形变进行再一次的放大.,证明了万有引力的存在,测出了引力常量使万有引力定律进入了真正实用的时代; 开创了微小量测量的先河,使科学放大思想得到推广。,卡文迪许扭称实验的意义,( 引力常量G=6.6710-11,英国物理学家 卡文迪许,卡文迪许实验室,称量地球质量的实验室,Nm2/kg2 ),(四)扭秤实验测定引力常量,牛顿的“月地
4、”检验,卡文迪许的扭秤实验,预测彗星的回归,海王星的发现,3.61022N(可以把直径是9000km的钢柱拉断!),?,6.6710-9N(一粒芝麻重的几十万分之一!),(五)发现万有引力定律的意义,万有引力定律清楚的向人们揭示,复杂运动的后面隐藏着简洁的科学规律,它明确地向人们宣告,天上和地上的物体都遵循着完全相同的科学法则, 它是17世纪自然科学最伟大的成果之一,第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。,阿波罗8号从月球返航的途中,当地面控制中心问及“是谁在驾驶”的时候,指令长这样回答:“我想现在是牛顿在驾驶”。,东方红一号,最美地球照片蓝色弹珠,科学规律发现的过程往往是大胆猜想和小心求证的结合,“我不知道世人怎么看我,但在我自己看来,我只不过是一个在海滨玩耍的小孩,不时地为比别人找到一块更光滑、更美丽的卵石和贝壳而感到高兴,而在我面前的真理的海洋,却完全是个谜”。 牛顿,万有引力定律,太阳对行星的引力提供向心力,F=F,牛顿第二定律,开普勒第三定律,牛顿第三定律,“月地检验”推广到一切物体,卡文迪许扭秤实验测定引力常量 引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2,