万有引力定律

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前面学习了太阳与行星间的作用力的规律,可以解释清楚行星的运动,但回过头来想,地面上物体受到的力和行星与太阳之间的力是不是同一种力呢?通过月——地检验,我们发现了是同一种力——万有引力。


月——地检验

要验证地球使苹果下落的力和地球使月球环绕的力是是同一种力,都遵循平方反比的规律,因为月球到地心的距离为地球半径的60倍,根据牛顿第二定律,只需要证明月球公转的向心加速度是地球表面物体加速度的1/60²就行。

在那个年代,地球表面的重力加速度g可以很精确的计算出来,而当时也可以比较准确的知道地球和月球之间的距离r、月球的公转周期T=27.3天,代入向心加速度公式a=r(2π/T)²,得a= g/60²。

从而证明了万有引力的普遍性。

万有引力定律

1、内容:自然界任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量M和m的乘积成正比,与它们之间的距离r的平方成反比,即

其中质量的单位用kg,距离的单位用m,力的单位为N。G是个比例系数,我们称为引力常量,r为两个物体球心间的距离。

万有引力定律适用条件:

(1)适用于计算两质点间的引力。

(2)两个均匀球体间的万有引力半径为两球心间的距离。

(3)当两物体距离趋近为零时,公式不适用。

万有引力定律的意义:揭示了复杂运动后面的简洁科学规律,告诉人们天上和地上的物体遵循着相同的科学法则,解放了人们的思想。

万有引力常量

牛顿虽然得出了万有引力定律,但在牛顿那个时代万有引力定律却不能得到实际用途,因为引力常量G不知道,经过100多年后,英国物理学家卡文迪许通过(卡文迪许扭秤)几个铅球比较准确的测出了引力常量G的值,所以引力常量我们也叫卡文迪许常量。

(卡文迪许扭秤实验装置)

 


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