新教科版高一物理必修二3.2万有引力定律课件(共29张PPT)

07
总结与展望
Chapter
课件内容回顾与总结
万有引力定律的表述和数学公式
01
详细阐述了万有引力定律的定义、公式和适用范围，使学生全
面理解该定律。
引力常量的测定及意义
02
介绍了引力常量的历史背景、测定方法和在科学研究中的重要
性，加深了学生对引力常量的认识。
万有引力定律在天体运动中的应用
03
通过实例分析了万有引力定律在天体对万有引力定律的验 证不仅加深了我们对宇宙的认识和理解， 同时也为未来的空间探测和科学研究提 供了重要的理论支持和技术手段。
广义相对论对万有引力定律修正与发展
广义相对论简介
广义相对论是爱因斯坦在1915年提出 的一种描述引力的理论，它认为引力是 由物质和能量在时空中弯曲而产生的几 何效应。这一理论对万有引力定律进行 了修正和发展，为我们提供了更深刻、 更全面的引力理论。
了学生运用该定律解决实际问题的能力。
万有引力定律在科学和技术中重要性
天文学领域
万有引力定律为天文学提供了基础理论支持，是研究天体运动和 宇宙演化的关键。
航天工程领域
万有引力定律是航天工程设计和实施的重要依据，如卫星轨道计 算、太空探测等。
其他领域
万有引力定律还对地理学、地质学等其他领域产生了深远影响， 推动了相关学科的发展。
公式
F=G(m1m2)/r^2，其中F为两物体之
间的引力，m1和m2分别为两物体的
质量，r为两物体之间的距离，G为万
有引力常数。
科学家牛顿与万有引力定律
牛顿的生平与成就 牛顿是英国著名的物理学家、数学家和天文学家，他在物 理学领域取得了举世瞩目的成就，其中最为著名的就是万 有引力定律。

于是…….
一个伟大的定律——万有引力定律诞生了！
思 考 为什么苹果会落地？
苹果和 地球之 间存在
引力
牛
顿
<1>地球和月球之间的吸引 力会不会与地球吸引苹果的
的
力是同一种力呢？
思
考
<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?
§3.2 万有引力定律
授课人：张晓纯
牛 顿 牛顿的猜想 的 这些力是同一种性 猜 质的力，并且都遵 想 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 月地检验
检
检验目的：地球和月球之间
的吸引力是否与地球吸引
验
苹果的力为同一种力．
r
检验原理：
对地面物万有引力的说法，正确的有( B)C 练 A．物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物
体对地球没有引力 万有引力具有相互性
习 B．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上
发现的
C．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮， 受到的都是地球的万有引力
D．
中的G是一个比例常数，是没有单位的
考
解：
引 力 引力常量 常 G 是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体. 量 单位：
大小：
100多年后，由英国物 理学家卡文迪许测出
卡文迪许
卡
文 1、实验结果：G = 6.67×10-11N·m2/kg2 迪
许 2、卡文迪许扭秤实验的意义：
扭 (1)证明了万有引力的存在，使万有引力定 秤 律进入了真正实用的时代；

物体间万有引力的大小只与两物体的质量 m1、m2 和物体间的距离 r
有关,与是否存在其他物体无关,故选项 C 正确。物体间的万有引力
是一对同性质的力,选项 D 错误。
答案:C
二、 万有引力和重力的关系
知识精要
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
(1)当物体在赤道上时,F、mg、F'三力同向。此时满足 F'+mg=F,
物体的重力最小,方向指向地心。

(2)当物体在两极点时,F'=0,F=mg=G
2
。
(3)当物体在地球的其他位置时,三力方向不同,F>mg,重力略小
于万有引力,重力的方向不指向地心。

(4)当忽略地球自转时,重力等于万有引力,即 mg=
7
F=F1-F2=
2
。
36
7
答案:
362
思悟升华
运用“填补法”解题的关键是紧扣规律适用的条件,先填补,后运
算。而在运用“填补法”解题的过程中,本题也运用了“等效法”的思想。
“等效法”是高中物理中常用的一种思维方法,是在保证效果相
同的情况下,将陌生、复杂的问题变换成熟悉、简单的模型并进行分
间的引力可直接用公式计算,但式中的 r 是指两球心间的距离,或者
说是行星的轨道半径。
典题例解
【例 1】 对于质量为 m1 和质量为 m2 的两个物体间的万有引力

的表达式 F=G 12 2,下列说法正确的是(
)

A.两物体所受引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力
B.当两物体间的距离 r 趋于 0 时,万有引力无穷大

C 例2 关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是
×A.不能看做质点的两物体间不存在相互作用的引力 ×B.只有能看做质点的两物体间的引力才能用 F＝Gmr12m2计算 √C.由 F＝Gmr12m2知，两物体间距离 r 减小时(没有无限靠近)，它们之间的引力增大 ×D.引力常量的大小是牛顿首先测出来的，且约等于 6.67×10－11 N·m2/kg2

g4 r3
3

g4
3
(1 2
R)3

1 8
M
F B.8
F D.4
Q F G Mm0 l2
F2

G
m2m0 l2

1 8
F
F1 F F2 ?
例4 火星半径是地球半径的 21，火星质量大约是地球质量的 91，那么地球 表面上质量为50 kg的宇航员(在地球表面的重力加速度g取10 m/s2)
活动三 太阳与行星引力的推广
思考：太阳对行星的引力与地球对月球的引力是否同一种力呢？ 地球对苹果的引力和地球对月球的引力是否同一种力呢？
月—地检验：
理论推导：地球对苹果的引力与太阳对行星的引力是同一种性质的力,
则同样遵从“平方反比”律
1 苹果在地球表面上受到的引力： mg R2
苹果放在在月球轨道上受到的引力：
(2)若宇航员在地球表面能跳1.5 m高，那他在火星表面能跳多高？ 答案 3.375 m
解析 在地球表面宇航员跳起的高度 H＝v20g2 在火星表面宇航员跳起的高度 h＝2vg0′2
综上可知，h＝gg′H＝1400×1.5 m＝3.375 m. 9
课堂总结：
一、万有引力定律的推导
二、万有引力定律
一、对太阳与行星间引力的理解