【最新】人教版必修二 第六章 第3节 万有引力定律 课件(共20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

扭转力矩：M扭=Kθ θ—为F金L属=K丝θ扭转的F角度KL
m´T型架平衡时：mM引=MF扭
F设反射光线转过的角度r为θ/
K为金属丝的扭转系数
m´
则θ/=2θ
设r 平面m镜到刻度尺的距离为r/,光
斑移动的距离为d
则：
/
d r/
F

K L

θ/=2θ
θ—为金属丝扭转的角度 K为金属丝的扭转系数
)2
GMm 7d2 8dR 2R2 8d2 (d R )2
2
2
的关系，算出微小变化量。
放大的思想方法
二次放大法m´
F
mF
m´
r
一次放大 r m
二次放大
引力F
扭转角度θ
光斑移动的距离d
4测定引力常量的重要意义
1．证明了万有引力的存在。 2．开创了测量弱力的新时代（英国物理学家坡 印廷语）。 3．使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。
m1
m2 r
4.万有引力定律理解 ⑴普遍性：任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微观 粒子），它是自然界的物体间的基本相互作用之一。 ⑵相互性：两个物体之间相互作用的引力是一对作用力与反 作用力，符合牛顿第三定律。
(3)宏观性：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。
关系式有什么关系？
思考：苹果为什么要落回地面？
飞人跳得再高也会 落地,为什么他不 能漂浮在空中？

② r ---两物体间的距离
③ G ---比例系数，叫引力常量，适用于任何物体，G的国
际单位： N·m2/kg2
3.关于万有引力的理解 ① 具有普遍性：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具有相互性：万有引力也具有相互性，符合牛顿第三定律
一、月---地检验
1、理论推导：
假定地球对月球的引力,也同样满足：
F

m1m 2 r2
∵月球轨道半径:R月=60R地
∴地球对月球的引力:F月=

1 60
2
g
F地
∴ 由牛顿第二定律得 ：
月球绕地球公转的加速度：a月

1 60 2
g
2.710 3m/s2
一、月---地检验
2、实际测量计算
即：月球公转轨道半径 r=3.8×108m
【思考三】
为什么树上熟透的苹果会掉 下来落到地面上？
对此，牛顿认为： 是地球对地面上苹果的引力， 才使苹果下落。
牛顿对引力的猜想
牛顿发现
引起牛顿猜想
太阳对行星的引力 地球对月球的引力 地球对地面上苹果的引力
它们是同一种性质的力
吗？都遵从相同的规律
吗？
F

m1m 2 r2
但这需要理论和实际检验
下面请看课本中介绍的（月— 地检验）
③ 具有宏观性：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意义。在微观世界中， 万有引力可以忽略不计。
4.关于公式
F

G
m1m2 r2
的适用条件：
F
①（理想情况）

对于两个质点，r指两个质点之间的距离 对于两个匀质球体，r指两球心之间的距离 质点与匀质球体， r指质点到球心之间的距离
F F’
r
F F’
r
• 例1、下面我们粗略的来计算一下两个质量 为50kg，相距0.5m的人之间的引力。
F 6.671011 5050 6.67107 N 0.25
1、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。
2、表达式： F G m1m2 r2
3、G为引力常量 r 质点
质点间的距离
均匀球体 球心间的距
离
质点与均匀球体 质点到
球心间的距离
万有引力定律的适用范围：
• 只适用于两个质点，两个匀质球体之间或 者质点与匀质球体之间。
答案： ②①④③⑤ 。
弄清地月检验的逻辑关系
牛顿的思考： （１）“天上的力”和“人间的力”是同一种 力吗？ （２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？
牛顿的猜想： 苹果与月球受到的引力可能是同一种力! 这种力可能都遵从与距离平方成反比的
关系。
【讨论】根据下列是当时可以测量的数据，如何
证明月亮受力满足“平方反比”的关系？
• 3.怎样解释这个规律？
【例】 设地球表面的重力加速度为g，物体在距地心
4R（R是地球半径）处，由于地球的引力作用而产
生的重力加速度g′,则 g′/ g 为（ D ）
m
g′
A. 1 B. 1/9
C. 1/4 D.1/16
mg
GMm
4R2

g

GM
4R2
GMm
GM