1、6.4 萬(wàn)有引力定律,一、萬(wàn)有引力定律,1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。,2、公式：,3、各物理量的含義:,（1） F牛頓（N）；m千克（kg）,（2）r 的含義：較遠(yuǎn)時(shí)可視為質(zhì)點(diǎn)的兩個(gè)物體間的距離； 較近時(shí)質(zhì)量分布均勻的球體的球心間的距離。其單位為：米(m),常見(jiàn)物體間的萬(wàn)有引力我們是難以感覺(jué)得到的。,（3）引力常量,(5)重力是萬(wàn)有引力的分力。,萬(wàn)有引力定律的理解, 普遍性：任何兩個(gè)物體之間都存在引力（大到天體小到微觀粒子），它是自然界的物體間的基本相互作用之一, 相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)作用力

2、與反作用力，符合牛頓第三定律萬(wàn)有引力定律公式中的 r，其含義是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的距離。,(3)宏觀性：通常情況下，萬(wàn)有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬(wàn)有引力很不顯著，萬(wàn)有引力可以忽略不計(jì),（4）萬(wàn)有引力的特殊性：兩物體間的萬(wàn)有引力只與他們本身的質(zhì)量有關(guān)，與它們間的距離有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無(wú)關(guān)，也與周圍有無(wú)其他物體無(wú)關(guān)(質(zhì)量是引力產(chǎn)生的原因)。,萬(wàn)有引力定律重要意義,是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一。 它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一起來(lái)，對(duì)以后物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。 它第一次揭示了自

3、然界中一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史上樹(shù)立了一座里程碑。,在科學(xué)文化發(fā)展史上起到了積極的推動(dòng)作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大的信心，人們有能力理解天地間的各種事物。,牛頓第三定律,主要思路,牛頓,二、引力常量的測(cè)定,1686年牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律后，曾經(jīng)設(shè)想過(guò)幾種測(cè)定引力常量的方法，卻沒(méi)有成功. 其間又有科學(xué)家進(jìn)行引力常量的測(cè)量也沒(méi)有成功. 直到1789年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許巧妙地利用了扭秤裝置，第一次在實(shí)驗(yàn)室里對(duì)兩個(gè)物體間的引力大小作了精確的測(cè)量和計(jì)算，比較準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量,卡文迪許扭稱的測(cè)量方法,思考：1、兩個(gè)1千克的物體間的萬(wàn)有引力很小，它是如何

4、解決的？ 2、力很小讀數(shù)如何解決？,扭秤實(shí)驗(yàn)的物理思想和科學(xué)方法：扭秤裝置把微小力轉(zhuǎn)變成力矩來(lái)反映，扭轉(zhuǎn)角度又通過(guò)光標(biāo)的移動(dòng)來(lái)反映從而確定物體間的萬(wàn)有引力,測(cè)定引力常量的重要意義,1證明了萬(wàn)有引力的存在 2“開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量弱力的新時(shí)代” （英國(guó)物理學(xué)家玻印廷語(yǔ)） 3使得萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值，可測(cè)定遠(yuǎn)離地球的一些天體的質(zhì)量、平均密度等如根據(jù)地球表面的重力加速度可以測(cè)定地球的質(zhì)量,第三節(jié) 萬(wàn)有引力定律,課堂小結(jié),引力常量的測(cè)定及意義,1證明了萬(wàn)有引力的存在 2“開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量弱力的新時(shí)代” （英國(guó)物理學(xué)家玻印廷語(yǔ)） 3使得萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值，可測(cè)定遠(yuǎn)離地球的一些天體的質(zhì)量、平均密度等

5、如根據(jù)地球表面的重力加速度可以測(cè)定地球的質(zhì)量,卡文迪許（Henry Cavendish）英國(guó)物理學(xué)家和化學(xué)家。1731年10月10日生于法國(guó)尼斯。1749年考入劍橋大學(xué)，1753年尚未畢業(yè)就去巴黎留學(xué)。后回倫敦定居，在他父親的實(shí)驗(yàn)室中做了許多電學(xué)和化學(xué)方面的研究工作。1760年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1803年當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院外國(guó)院土?？ㄎ牡显S畢生致力于科學(xué)研究，從事實(shí)驗(yàn)研究達(dá)50年之久，性格孤僻，很少與外界來(lái)往?？ㄎ牡显S的主要貢獻(xiàn)有：1781年首先制得氫氣，并研究了其性質(zhì)，用實(shí)驗(yàn)證明它燃燒后生成水。他在化學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、萬(wàn)有引力等方面進(jìn)行了許多成功的實(shí)驗(yàn)研究，但很少發(fā)表，過(guò)了一個(gè)世紀(jì)后，麥克

6、斯韋整理了他的實(shí)驗(yàn)論文，并于1879年出版了名為尊敬的亨利卡文迪許的電學(xué)研究一書(shū)，此后人們才知道卡文迪許做了許多電學(xué)實(shí)驗(yàn)。在1766年發(fā)表了論人工空氣的論文并獲皇家學(xué)會(huì)科普利獎(jiǎng)?wù)?。他制出純氧，并確定了空氣中氧、氮的含量，證明水不是元素而是化合物。他被稱為“化學(xué)中的牛頓”。 卡文迪許的重大貢獻(xiàn)之一是1798年完成了測(cè)量萬(wàn)有引力的扭秤實(shí)驗(yàn)，后世稱為卡文迪許實(shí)驗(yàn)。他改進(jìn)了英國(guó)機(jī)械師米歇爾（John Michell，17241793）設(shè)計(jì)的扭秤，在其懸線系統(tǒng)上附加小平面鏡，利用望遠(yuǎn)鏡在室外遠(yuǎn)距離操縱和測(cè)量，防止了空氣的擾動(dòng)（當(dāng)時(shí)還沒(méi)有真空設(shè)備）。他用一根39英寸的鍍銀銅絲吊一6英尺木桿，桿的兩端各固定一個(gè)直徑2英寸的小鉛球，另用兩顆直徑12英寸的固定著的大鉛球吸引它們，測(cè)出鉛球間引力引起的擺動(dòng)周期，由此計(jì)算出兩個(gè)鉛球的引力，由計(jì)算得到的引力再推算出地球的質(zhì)量和密度。 卡文迪許一生在自己的實(shí)驗(yàn)室中工作，被稱為“最富有的學(xué)