学生推导得到
总结 由上式可得出结论 太阳对行星的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳的距离的二次方成反比。
即 F∝
中比值 是一个与行星无关的恒量,只与太阳有关。那么究竟与太阳有什么关系呢?(牛顿根据其第三定律 太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的作用力,且大小相等。)
设想 既然这个引力与行星的质量成正比,也应跟太阳的质量M成正比。(引导学生,或者采用让学生 解释的方法)即 F∝ 写成等式就是F=G
行星绕太阳运动遵守这个规律,那么在其他地方是否适用这个规律呢?(假如说月球、卫星绕地球)(为了验证地面上的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同一性质的力,遵守同样的规律,牛顿还做了著名的"月-地"检验(参见课本P105右侧),结果证明他的想法是正确的。)
如果我们已知月球绕地球的公转周期为27.3天.地球半径为6.37×106m.轨道半径为地球半径的60倍。同学们试计算一下月球绕地球的向心加速度是多大?(引导学生采用两种方法进行求解并分析结果)
提示 根据向心加速度公式 ,因为F∝ 所以a∝1/r2同学们通过计算验证, ,两者结果十分接近,说明遵循同一规律。
牛顿在研究了这许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律之后。于是他把这一规律推广到自然界中任意两个物体间,于1687年正式发表了具有划时代意义的万有引力定律。
(2)万有引力定律
内容 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。
公式 如果用m1和m2表示两个物体的质量,用r表示它们的距离,那么万有引力定律可以用下面的公式 表示
既然自然界中任何两个物体之间都存在引力,为什么我们感觉不到旁边同学的引力?(下面我们粗略的 计算一下两个质量为50 g,相距0.5m的人之间的引力。)
提示
那么这个力的大小到底是怎么样一个概念呢,其实他相当于提起一个质量比头发丝还小的物体所用的力,因此我们很难察觉。但它对于质量较大的物体 说,就不可忽视了。
说明
(1)G为引力常量,在SI制中,G=6.67×10-11N·m2/ g2。(这个引力常量的出现要比万有引力定律晚一百多年哪!是英国的物理学家卡文迪许测出 的),我们下节课就要学习。
为什么说是粗略?
(2)万有引力定律中的物体是指质点而言,不能随意应用于一般物体。对于相距很远因而可以看作质点的物体,公式中的r 就是指两个质点间的距离;对均匀的球体,可以看成是质量集中于球心上的质点