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人教版高一物理必修二第二节万有引力定律PPT页

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人教版高一物理必修二：6.3《万有引力定律》优质课件(共22张PPT)

人教版高一物理必修二：6.3《万有引力定律》优质课件(共22张PPT)

牛 顿 的 猜 想
这些力是同一种性质 的力，并且都遵从与 距离的平方成反比的 规律。
当然这仅仅是猜想， 还需要事实来检验！
月 地 检 验
检验目的： 地球和月球之间的吸 引力是否与地球吸引苹果的力 为同一种力． 检验原理：
—
根据牛顿第二定律，知：
月—地检验 地表重力加速度： g
地球半径：
9.8 m /s
一个伟大的定律——万有引力定律诞生了！
太 阳 与 行 星 间 的 引 力
为什么行星不会飞离太阳? 行星和太阳之间存在引力! 太阳与行星间的引力满足以下关系：
即引力的大小与二者距离的平方成反比
牛 顿 的 猜 想
为什么月球也不会飞离地球呢？
月球和地球之间存在引力
牛 顿 的 猜 想
苹果和地 球之间存 在引力
2
11
2
100多年后，由英国物理学 家卡文迪许测出
卡文迪许
引 3.引力常量G的测定 力 常 （1）卡文迪许扭秤装置 量
引 力 常 量
(2)卡文迪许扭秤实验
引 力 常 量
（3）卡文迪许扭秤实验的意义： a.证明了万有引力的存在，使万有引力定 律进入了真正实用的时代； b.开创了微小量测量的先河，使科学放大 思想得到了推广．
我们的思想还可以更加解放！是否宇宙 中任意两个物体之间都有这样的力呢???
万 有 引 力 定 律
★1、内容：
自然界中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 m1和m2
的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比.
★2、方向： 在两物体的连线上 ★3、表达式：
m1m2 F G 2 r
万 有 引 力 定 律

人教版高一物理必修第二册万有引力定律PPT课件

人教版高一物理必修第二册万有引力定律PPT课件
正确认识太阳与行星间的引力 (1)太阳与行星间的引力大小与三个因素有关：太阳的质 量、行星的质量、太阳与行星间的距离．太阳与行星间引力的 方向沿着二者的连线． (2)太阳与行星间的引力是相互的，遵循牛顿第三定律． (3)太阳对行星的引力效果是提供向心力，使行星绕太阳做 匀速圆周运动．
人 教 版 高 一 物理必 修第二 册万有 引力定 律PPT课 件
要点一 对太阳与行星间引力的理解
1．两个理想化模型
在公式F＝G
Mm r2
的推导过程中，我们用到了两个理想化模
型．
(1)由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点
靠得很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看
成匀速圆周运动．
(2)由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看
成质点，即天体的质量集中在球心上．
人 教 版 高 一 物理必 修第二 册万有 引力定 律PPT课 件
人 教 版 高 一 物理必 修第二 册万有 引力定 律PPT课 件
2．推导过程
牛顿第二定律
人 教 版 高 一 物理必 修第二 册万有 引力定 律PPT课 件
人 教 版 高 一 物理必 修第二 册万有 引力定 律PPT课 件
3．太阳与行星间的引力的特点 太阳与行星间引力的大小，与太阳的质量、行星的质量成 正比，与两者距离的二次方成反比．太阳与行星间引力的方向 沿着二者的连线方向． 4．公式F＝GMr2m的适用范围 我们在已有的观测结果(开普勒行星运动定律)和理论引导 (牛顿运动定律)下进行推测和分析，所得出的结论不但适用于行 星与太阳之间的作用力，而且对其他天体之间的作用力也适 用．
人 教 版 高 一 物理必 修第二 册万有 引力定 律PPT课 件
[针对训练] (多选)下列说法正确的是( ) A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 F＝mrv2， 这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的 B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 v＝2Tπr，这 个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由线速度的定义式 得来的 C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式Tr32＝k，这 个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到验证的 D．在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式，都是可以 在实验室中得到验证的

人教版高一物理必修第二册7.2万有引力定律课件(共42张PPT)

人教版高一物理必修第二册7.2万有引力定律课件(共42张PPT)
为F= G r ，若它们间的距离缩短为 2 r，其中一个质点 C2．．两P、个Q质做量圆均周匀运的动球的体线2 相速距度为大r小，相它等们之间的万有引力为1×10-8N，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们之间的万有引力
为【的（拓展例质）题】量考查内变容：为万有原引力与来抛体的运动2综倍合问题，则它们之间的万有引力为8F，
二 万有引力与重力的关系
任务1 万有引力与重力的关系
1．万有引力和重力的关系：如图所示，设地球的质量为
M，半径为R，A处物体的质量为m，则物体受到地球的吸
引力为F，方向指向地心O，由万有引力公式得F=G
Mm R2
。
引力F可分解为F1、F2两个分力，其中F1为物体随地球自
转做圆周运动的向心力Fn，F2就是物体的重力mg。
A．P、Q做圆周运动的向心力大小相等 P、Q两质点距离地心的距离相等，根据F=
2．万有引力定律的适用条件：
知，两质点受到的地球引力大小相等，故B正确、D错误；
P、Q两点的角速度相同，做圆周运动的半径不同，根据F向=mrω2可知向心力大小不相等，A错误；
公式F=G 适用于两质点间的相互作用，当两物体相距很近时，两物体不能看成质点，所以选项B错误。
B．使两物体间的距离和两物体的质量都减为原来的
1 4
C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D．使其中一个物体的质量减小到原来的
1 4
，距离不变
【解析】选B。使两物体的质量各减小一半，距离不变，
根据万有引力定律F=
G
Mm r2
可知，万有引力变为原来的
1 4
，
故A可以采用；使两物体间的距离和两物体的质量都减为
万有引力定律

6.3《万有引力定律》—人教版高中物理必修二课件(共22张PPT)

6.3《万有引力定律》—人教版高中物理必修二课件(共22张PPT)
6.3《万有引力定律》
知识回顾
太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与行 星和太阳距离的二次方成反比。
m F r2
行星对太阳的引力与太阳的质量M成正比，与行 星、太阳距离的二次方成反比。
F'
M r2
太阳与行星间的引力与太阳的质量、行星 的质量成正比，与两者距离的二次方成反比。
F
Mm r2
F
G
Mm r2
根据上述公式对月—地系统和地面上物体的 分别可用公式得：
G
M地m月 r地月2
m月a月
；
GMr地 地m 2物m物a物m物g
两式相比，得月球对地球运动得向心加速度：
a月
(
r地 )2 r地月
g
因为地球和月球之间的距离
半径r地 的60倍，所以
r地月
约为地球
a月 4T22r地 月2.7103ms2
数据表明所算的结果与实 际相符，这证明引力公式 是可靠的。
间万有引力为 6.67×10-11 N
卡文迪许扭称实验的意义： (1) 证明了万有引力的存在，使万有引力定
律进入了真正实用的时代； (2) 开创了微小量测量的先河，使科学放大
思想得到了推广。
思考：既然任意两个物体之间都有万有引力，
那为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？
下面我们粗略地来计算一下两 个质量为50kg，相距0.5m的
刻度尺
扭秤实验的物理思想和科学方法
1、扭秤装置把微小力转变成力 矩来反映；
2、扭秤装置把扭转角度又通过 光标的移动体现出来。
放大的思想方法
扭秤实验测定结果和意义
实验结果：G = 6.67259×10-11 N m2/kg2 通常取：G = 6.67×10-11 N m2/kg2

物理必修2人教版 6.3万有引力定律 (共18张PPT)(优质版)

物理必修2人教版 6.3万有引力定律 (共18张PPT)(优质版)

例题：
已知地球表面的重力加速度为g， 地球半径为R，万有引力恒量为G，用 以上各量表示，地球质量M为多少？
解：由于G Mm mg
R2
所以，地球质量M： R 2 g
G
练习1.对于万有引力定律的表达式F=Gm1m2/r２，下列说法 正确的是( A )
A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为 规定的
2
B、G
m1m2 r12
答案：D
D、 G m1m2
(r r1 r2)2
r1
r2
r
2、物体在一行星表面自由落下，第1s内下落了9.8m，
若该行星的半径为地球半径的一半，那么它的质量是
地球的
倍.
课堂练习
3. 操场两边放着半径为r1、r2，质量分别为m1、m2 的篮球和足球，两者的直线间距为r，这两球间的万
2
．
公
式
：
F
＝
G
m1m2 r2
，
其
中
G ＝ 6.67×10 － 11
N·m2/kg2，它是在牛顿发现万有引力定律一百年
后由英国物理学家卡文迪许利用实验测出的．
1、为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？
下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg，相距 0.5m的人之间的引力？（为什么说是粗略？）
F=GMm/R2=6.67×10-7N
可知,当两物体之间的
距离趋向于0,则物体之间的引力为无穷大,
这种观点对吗? （物体将不能再看成质点）
4、设想把一质量为m的物体放在地球的中心,问 物体受到地球对它的万有引力为多少?
把地球分割， F 利用对称性。
例2:半径为R,质量为M的均匀球体,在其内部挖 去一个半径为R/2的小球,在距离大球圆心为L处 有一个质量为为m的小球,求此两个球体之间的 万有引力.

新人教版高一物理必修二课件：6.3万有引力定律(19张PPT)

新人教版高一物理必修二课件：6.3万有引力定律(19张PPT)
这就验证了实际观测到的月球的 向心加速度的确是地面附近重力 加速度的1/3600。
这就说明我们的猜测是正确的√
二、万有引力定律
自然界中任意两物体之间都相互吸引， 引力的大小与物体的质量M和m的乘积成正比， 与它们之间距离r的二次方成反比。
上式中的G叫G=引6.力67×常1量0-，11N是.m英2/k国g2物理学家卡 G文值迪的许物在理牛含顿义：万有引力定律发现100年之后 有测引出两力的个为质6。.6量G7×为=611.k06-g711的×N物10体-1相1N距.m1m2/时kg，2.它们之间万
三.引力常量
G值的测量：卡文迪许扭秤实验
三、练习巩固：
1.两个半径同为r的质量同为m的质 量均匀的小球紧靠在一起，则它
们之间的万有引力为：（ B ）
A
G
m2 r2
B
G
m2 4r2
C
G
m2 2r2
D 无穷大
rr
2.要使两物体间的万有引力减小到原来
的1/4，可采用的方法是：( ABC )
A 使两物体质量各减小一半，距离保持不变。
F G Mm 6.67 1011 60 60 0.000006(N )
r2
0.22
4.已知月球的质量是地球的1/81，半 径是地球的1/3.8，那么同一个人在 月球上受到月球的万有引力是他在地 球上受到地球的万有引力的多少分之 一？
F月引 F地引
G G
M月m人
R月2
M地m人
R
2 地
M月R
B 使两物体的距离增大到原来2倍，质量不变。
C 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，其余 的均不变。
D 使两物体的质量以及它们之间的距离都减小到 原来的1/4。

人教版高中物理必修二6.3 万有引力定律 课件 (共36张PPT)

人教版高中物理必修二6.3 万有引力定律 课件 (共36张PPT)

4. 万有引力与重力：
O1
O
【深入探究】万有引力和重力之间有何关系？
4. 万有引力与重力：
F向
O1
G
O F万
【例】设地球的质量为M，赤道 半径R，自转周期T，则地球赤道上质 量为m的物体所受重力的大小为？ （式中G为万有引力恒量）
【例】设地球的质量为M，赤道 半径R，自转周期T，则地球赤道上质 量为m的物体所受重力的大小为？ （式中G为万有引力恒量）
【问题一】如果要知道地球的质量， 应该知道哪些条件？
地表重力加速度: g = 9.8m/s2
地球半径：
R = 6400km
引力常量：
G=6.67×10-11Nm2/kg2
Mm mg G R2
M gR2 G
【问题二】如何知道一个未知天体的质量?
【问题二】如何知道一个未知天体的质量?
卫星 未知天体
3. 一飞船在某行星表面附近沿圆轨 道绕该行星飞行，若认为行星是密度均 匀的球体，那么要确定该行星的密度， 只需要测量（ ）
A. 飞船的轨道半径 B. 飞船的运行速度 C. 飞船的运行周期 D. 行星的质量
想一想
一艘宇宙飞船飞近一个不知名的 行星，并进入靠近该行星表面的圆形 轨道，宇航员进入预定的考察工作， 宇航员能不能仅用一只表通过测定时 间来测定该行星的密度？说明理由及 推导过程。
引力常量：
G=6.67×10-11Nm2/kg2
“科学真是迷人”－测地球的质量
【问题一】如果要知道地球的质量， 应该知道哪些条件？
地表重力加速度: g = 9.8m/s2
地球半径：
R = 6400km
引力常量：
G=6.67×10-11Nm2/kg2

新人教版中学物理必修二：6.3万有引力定律(共20张PPT)

新人教版中学物理必修二：6.3万有引力定律(共20张PPT)
一.万有引力定律的得出：
牛顿在前人的基础上，凭借他超人的数学 能力证明了：如果太阳和行星的引力与距离 的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆。
❖11、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。 ❖12、首先是教师品格的陶冶，行为的教育，然后才是专门知识和技能的训练。 ❖13、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。2021/11/52021/11/5November 5, 2021 ❖14、孩子在快乐的时候，他学习任何东西都比较容易。 ❖15、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 ❖16、一个人所受的教育超过了自己的智力，这样的人才有学问。 ❖17、好奇是儿童的原始本性，感知会使儿童心灵升华，为其为了探究事物藏下本源。2021年11月2021/11/52021/11/52021/11/511/5/2021 ❖18、人自身有一种力量，用许多方式按照本人意愿控制和影响这种力量，一旦他这样做，就会影响到对他的教育和对他发生作用的环境。 2021/11/52021/11/5
❖
如果认为行星绕太阳作匀速圆周运动，那么： 行星受到的太阳的引力来充当向心力
其中m为行星质量，R为行星轨道半径，即太阳与行星的距离。 也就是说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行 星的距离的平方。
F
∝m R
2
而此时牛顿已经得到他的第三定律，即
作用力等于反作用力，用在这里，就是行星
对太阳也有引力。同时，太阳也不是一个特
月--地实验介绍：
牛顿根据月球的周期和轨道半径，计算出了月球绕地球做圆周 运动的向心加速度为：
a42r2.74103m/s2 一个物体T在2 地球表面的加速度为：g 9.8m/s2

人教版高中物理必修二课件 6.3万有引力定律(共17张PPT)

人教版高中物理必修二课件 6.3万有引力定律(共17张PPT)

模型”在科学探究中的重要性，从而培养学生在研究问题时，抓住 主要因素，简化问题的能力
情感态度与价值观
通过学习万有引力定律及发展历程
（1）培养学生敢于提出问题，大胆猜想的科学探究的精神 （2）让学生体会科学研究的长期性和艰巨性，让学生树立正确的价 值观
内容及公式
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线
简单练习
例1、对于万有引力定律的表达式，下面正确的说法是（ AC ） A、公式中的G是引力常量，它是实验测得的，不是人为规 定的 B、当r等于零时，万有引力为无穷大 C、两物体受到的引力总是大小相等，与两物体质量是否相 等无关 D、r是两物体最近的距离
简单练习
例2、如图6—1所示，两球质量分布均匀，分别为m1、m2， 则两球间万有引力的大小为：（ D ） A．Gm1m2 /r2 r1 r2 B．Gm1m2 /r1２ C．Gm1m2 /（r1+r2）2 r D．Gm1m2 /（r+r1+r2）2 图6—1
Mm F 2 r
Mm F G 2 r
1、G是比例系数，与太阳、行 星都无关。 2、引力的方向：沿着太阳和行 星的连线。
月—地检验 猜想：将一物体放到月球所在轨道处，则它受到的地球引力 应为它在地表受到的地球引力的1/602，故它在月球所在轨道 处的向心加速度应为它在地球表面的加速度（g）的1/602：
2
2
1、意义：两个质量均为1kg的物体相距1m时的相互吸引力。 2、测量：卡文迪许扭秤实验
（1）证明了万有引力的存在。
（2）“开创了测量弱力的新时代”
（3）使得万有引力定律有了真正 的实用价值，可测定远离地球 的一些天体的质量、平均密度 等．如根据地球表面的重力加 速度可以测定地球的质量。

新人教版高中物理必修二 6.3 万有引力定律 (共17张PPT)

新人教版高中物理必修二 6.3 万有引力定律 (共17张PPT)

• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 10:18:59 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
我们的思想还可以更解放。
牛顿作了更大胆的猜想： 任意两个物体间都存在着这样的力。
于是这个结论被推广到宇宙中的一切物体之间。
二、万有引力定律
自然界中的任何两物体都相互吸引，引力的 大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与 它们之间的距离r的二次方成反比，即
F
=
G
m1m2 r2
m1 F
m2 F
r
万有引力示意图
意义：证明了万有引力的存在；使万有引 力定律有了真正的实用价值；标志着力学 实验精密程度的提高，开创了测量弱引力 的新时代。
扭秤实验精确，九十年间无人能超
被称为能称出地球质量的人
m的实验室是世界著名的 实验室，座落在英国剑桥大学。物理学 上许多重要发现是在这里做出的
计算两个人之间的万有引力
两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力。

人教版高中物理必修二课件 6.3 万有引力定律(共31张PPT)

人教版高中物理必修二课件 6.3 万有引力定律(共31张PPT)
太 阳
r
O
F
行 星
定律得
F引 Fn
GM 太 M 太 m行 r3 4π2 =k G m行 2 r 2 2 2 T 4π r T
Mm F G 2 r
“天上”的力与“人间”的力是同一种力 月 ─ 地检验
宇宙中一切物体间都有引力
m1 m2 F G 2 r
引力常量 G 的测量实验
1. 既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时不 会吸在一起？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体 间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过 计算说明以上两个问题。
3. 万有引力的理解
(1) 任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微
观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一。 (2) 万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，
具有相互性，符合牛顿第三定律。
(3) 通常情况下万有引力非常小，只有在质量巨大
的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义。在
微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不 显著，万有引力可以忽略不计。
m1 m2 4. 公式 F = G 2 的适用条件 r
(1) 理想情况：两个质点间引力大小的计算
F
Fʹ
m1
r
m2
r 为两质点间的距离
(2) 实际情况：若两个物体间的距离远大于物体本身大小时，
两个物体可看成质点。
Fʹ
如：太阳与行星间
假设两个人均重 60 kg，相距 1 m，则有
m1m2 60 60 11 7 F G 2 6.67 10 N=2.4 10 N 2 r 1
可见，一般情况下两人之间的引力很小，且小于它们与地 面间的摩擦力，故两人不会吸在一起；受力分析时可不考

人教版必修二 6.3 万有引力定律(共35张PPT)

人教版必修二 6.3 万有引力定律(共35张PPT)

F2
F1
a 4 2r1
T2
a g
r2 r1
2
见证奇迹的时候到了
a 4 2r1
T2
a g
?
r2 r1
2
a
g
r2
r1
在当时人们已经测出地球半径是6400公里，地 月之间的距离约是地球半径的60倍，也观测到 月球绕地公转的周期是27.3天，即
r2 1 r1 60
r2 640k0m T27.3天
于两质量各为1Kg的物体相距1米时的 万有引力的大小)。
F
G
m1m2 r2
思考：两块质量分别为M、m的薄木板，
紧紧地叠放在一起，它们间的引力是多
少？
F
G
m1m2 r2
?
∞0
3.适用条件 ： 两个质点间的引力作用; ①可以看作质点的两个物体间的引力作用 ; ②两个均匀的球体,无论距离远近都能适 用，其距离应是两球心间距.
•
17、儿童是中心，教育的措施便围绕 他们而 组织起 来。2021/8/112021/8/112021/8/112021/8/11
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二一年六月十七日2021年6月17日星期四
怎样检验我们的猜想？
设地球质量为M，月球质量为m1，月地 距离为r1，地球对月球引力为F1，地面 附近物体质量为m2，物体到地心距离 为r2，地球对月球引力为F2，a为月球公 转的向心加速度，T为其公转周期

人教版高中物理必修二课件：万有引力定律+(共16张PPT)

人教版高中物理必修二课件：万有引力定律+(共16张PPT)

分析与解答：
设探测器的质量为m，根据万有引力定律，它在地面与火星表面分别受 到地球和火星的引力为
F地
GM地m R地2
和
F火
GM火m R火2
所以
2
F F火 地M M 火 地R R地 火 9.31.1 922.6
即探测器在地球表面受到的引力是在火星表面所受到引：如图示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，分别为m1,m2 则两球间的万有引力大小为多少？
揭开了近代自然科学革命的序幕。
2）讨论与交流：
辨析地心说、日心说： “地心说”和“日心说”之争经历了漫长的历程，根据现在的认识如何评述它们的争论？ 并发表自己的观点。
二、开普勒三定律：
历史背景：
开普勒应用行星绕太阳做圆周运动的模型描述火星的运动时， 发现与第谷对火星运行轨道的观测值有误差，是第谷的观测误差还是 火星根本就不做圆形轨道运动？
r
r1
r2
分析：两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由万有引力公式知两球 间
万有引力为： F引Gr1mr12m2r 2
END
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扭秤实验测量引力常数：
英国科学家卡文迪许利用扭秤巧妙的实验装置测出引力常数的大小：
3.引力常数： G 6 .6 7 1 1 0 N 1•m 2/k2g
图示：
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浩瀚宇宙 我们能走多远？
第一节 万有引力定律
一、天体究竟是怎样运动的：
1）地心说、日心说：
地心说： 认为地球是宇宙的中心，是静止不动的， 太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。
支持者： 托勒密。 影响： 这种学说成为中世纪欧洲占统治地位的宇宙观，
统治时间长达一千多年。
日心说：认为太阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳运动。 支持者：哥白尼。 影响： 迈出人类认识宇宙重要的一步，冲破教会神学对人思想的禁锢

人教版高中物理必修2第7章第2节万有引力定律课件(共30张PPT)

人教版高中物理必修2第7章第2节万有引力定律课件(共30张PPT)

F ＝ G_m__1__m___2___= 6.67×10－11 __0_._6_×___0_._6__≈ 9.6 ×10－11N
r2
0.52
可见两个篮球间万有引力比重力小的多，人们根本无法察觉到，可忽
略不计。
新知讲解
2、引力常量物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg的 质点相距1 m时的相互吸引力。 3、引力常量测定的意义 （1）卡文迪许利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，得到了G的 数值，验证了万有引力定律的正确性。 （2）引力常量的确定使万有引力定律能够进行定量的计算，显示出真 正的实用价值。
①/②可得：
—aa月苹—
=
R2 —r2—
由于月球与地球中心的距离 r 约为地球半径
R 的 60 倍，所以：
—aa—苹月
=
—1— 602
新知讲解
思考讨论
已知自由落体加速度 g 为 9.8 m/s2 ，月球中心距离地球中心的距离为 3.8×108 m，月球公转周期为 27.3 d，约 2.36×106 s， 求：—aa月 苹— 根据这些数据，能否验证前面的假设？
1、引力常量G 的数值 目前推荐的引力常量G标准值 ：G ＝ 6.672 59 × 10 -11N·m2/kg2，通常取 ：G=6.67×10－11 N·m2/kg2
知识拓展
卡文迪许实验
1、实验原理
力矩平衡，即引力矩=扭转力矩。
2、科学方法：放大法 3、科学思想：等效的思想。
动画演示：卡文迪许实验
这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗？
为T，请推导太阳对行星的引力F。 3、科学思想：等效的思想。
（3）G 是比例系数，叫作引力常量，适用于任何两个物体。
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探究2:
行星对太阳的引力F′
探 究
F
m r2
类 比 法
牛 三
太阳对行星的引力跟受力 星体的质量成正比，与行 星、太阳距离的二次方成 反比.
F'
M r2
行星对太阳的引力F′跟太
阳的质量成正比，与行星、
太阳距离的二次方成反比.
星行
太 F F′ 阳
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
r2
讨论
T2
为什么能从上式得到下式？
m F r2
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
科 探究1: 太阳对行星的引力F
学 探 究
F
m r2
请太用阳中对文行描星述的这引力跟受力
有怎样的关系？
答案
与太阳的质量M成正比
即
F∝
M
r2
由上述2、3结论，结合F＝F′可猜测太阳与行星间的引力满足什
么关系式？
答案
F∝
M
r2
F∝
M
r2
若这两个力相等，F=F′∝Mr2m
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
科人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）
学 探
F mv2 r
究
v 2 r
T
v 行星运行速度 容易观测吗？怎么办？
v 消去 F 4 2mr
T2
T 消去
4 2km
F
r3 ＝k
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
二、月-地检验 牛顿的思考
<1>地球和月球之间的吸引力会
不会与地球吸引苹果的力是同一
种力呢？
科 探究3: 太阳与行星间的引力F 人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）
学 探
F m
G为比例系数，
与太阳、行星无关。
究
r2
F 和F ′是一对作用力和反作用
类 比 法
牛 三
牛三 力，那么可以得出F大小跟太
Mm Mm 阳质量M、行星质量m的关系 F r 式有什2么关系？F=G r2
F'
M r2
方向：沿着太阳与
行星间的连线 。
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
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根据牛顿第三定律，行星对太阳的力与太阳对行星的力是一对相
互作用的性质相同的力，据此推知行星对太阳(受力物体)的力F′
如果说我看的比别人更远， 那是因为我站在巨人的肩膀上。
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
建人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页） 立 模 型
太阳
行星
a
行星
太阳 r
思考：行星的实际运动是 椭圆运动，但我们还不了 解椭圆运动规律，那应该 怎么办？能把它简化成什 么运动呢？
科人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页） 学 足 迹
当年牛顿在前人研究的基础上， 也经过类似同学这样的思考，并凭借 其超凡的数学能力和坚定的信念，深 入研究，最终发现了万有引力定律。
牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家
牛顿在1676年给友人的信中写道：
古人观点
牛顿思考
理论演算 建模
总结规律
类比
理想化
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
随堂练习
1、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（ ） A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关 C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力 D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的 距离成反比
m 关星 星个系体、关式的太系中质阳式量距！是成离受正的力比二，次与方行 成
天反体比还. 是施力天体 的质量？
既然太阳对行
星有引力，那
么行星对太阳
有 有引 怎力 样吗定？量它的星 行
关系呢？
F F′
太 阳
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
科人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页） 学
伽利略
一切物体都有合并的趋势。
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。
开普勒
在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行阳吸引的缘故，并且力的大小与
到太阳距离的平方成反比。
胡克
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
b
太阳
行星
a
v=
一、行星与太阳之间的引力 二、月-地检验 三、万有引力定律
一、行星与太阳之间的引力 行星的运动
“太阳坐在它的皇位上，管理 着围绕它的一切星球”
——哥白尼
行星为什么绕太阳做如此和谐而 又有规律地椭圆运动？
科人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页） 学 足 迹
把行星绕太阳的运动简化为 匀速圆周运动
人教版（2019版）高一物理必修二第 七章第 二节万 有引力 定律PPT （共42 页）
建人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页） 立 模 型
探究1: 太阳对行星的引力F
Ｖ
ｒ
行星
太阳
ｍ
F
Ｍ
思考：
太阳对行星的引力提供向 心力，那么这个力大小有 什么样定量关系？
知 识
开普勒三定律
回 开普勒第一定律——轨道定律 顾 所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕
太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上;
开普勒第二定律——面积定律
对每个行星来说，太阳和行星的连线在相 等的时间扫过相等的面积;
开普勒第三定律——周期定律
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转 周期的二次方的比值都相等.