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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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F'
M r2
方向：沿着太阳与
行星间的连线 。
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′
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∝
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
科 探究3: 太阳与行星间的引力F
学 探 究
F
m r2
G为比例系数，
与太阳、行星无关。
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
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
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：
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)作用在行星上， 使得行星绕太阳运动。
笛卡尔
行星的运动是太阳吸引的缘故，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）
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）
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！
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）ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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）
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）
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
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
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）
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？
<2>地球表面的重力能否延伸到很 远的地方，会不会作用到月球上？
<3>拉住月球使它绕地球运动的力， 与拉着苹果使它下落的力，以及众行 星与太阳之间的作用力也许真的是同 一种力，遵循相同的规律?
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？
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.
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）
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
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
把行星绕太阳的运动简化为 匀速圆周运动
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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？
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
科 学
探究2: 行星对太阳的引力F′
探 究
F
m r2
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.
类 比 法
牛 三
F'
M r2
行星对太阳的引力F′跟太