物理人教版（2019）必修第二册7.2万有引力定律（共14张ppt）

(共14张PPT)
7.2 万有引力定律
太阳
行星 m
a
行星 m
r
行星绕太阳做匀速圆周运动
1. 简化模型
v
M
行星绕着太阳的运动简化成做匀速圆周，需要太阳与行星之间有引力且提供向心力。这个引力的大小和方向怎样确定？这节课我们就讨论这个问题。
一、行星与太阳的引力
1.若行星质量为m，轨道半径为r，线速度为v，则行星所需要的向心力为：
行星的公转周期为T
由开普勒第三定律，可得：
一、行星与太阳的引力
（2）由牛顿第三定律知，行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与行星、太阳之间的距 离的二次方成反比。
（1）太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，与行星、太阳之间的距离的二次方成反比。
2. 太阳对行星的引力：
一、行星与太阳的引力
结论：
（3）由
一、行星与太阳的引力
G 为比例系数，与太阳、行星无关。
苹果成熟之后，落到地面上，是不是也是因为地球的吸引呢？
检验内容：
地球吸引月球的力，与地球吸引苹果使它下落的力，以及行星与太阳之间的作用力是不是同一种性质的力，是否都遵循相同的规律呢
太阳对行星的吸引力：
那么月球可以绕地球转动，是不是也是因为地球有类似的引力呢？
二、月-地检验
1. 地球和月球之间的吸引力
2. 地球和苹果之间的吸引力
所以如果地球与月球，地球与苹果间引力的规律与太阳与行星间规律一样，需要满足：
数据验证：
1.苹果做自由落体运动：
2.月球做匀速圆周运动：
结论：
地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，与太阳行星间的引力，都遵循相同的规律.
牛顿的思考
既然太阳与行星间、地球与月球间、地球与物体间都有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？
2. 表达式：
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，与它们之间距离的平方成反比。
3. 方向：在两物体的连线上。
4.
（1）对于可以看做质点的物体，r为两个质点之间的距离；
（2）对于质量分布均匀的球体，r为两个球心之间的距离；
（3）质量分布均匀的球体与球外一质点，r为质点到球心的距离。
三、万有引力定律
（4）当r趋近于0时,物体不能视为质点，万有引力公式不再适用，而不是引力F趋于无穷大。
注释:
（1）G是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体。
（2）单位：
（3）大小：
（4）引力常量G的测定：卡文迪许扭秤实验
四.测引力常量G
实验器材:T形架、石英丝、镜尺、M球和m球
测量原理:扭秤达到平衡时,引力矩等于石英丝的阻力矩. 石英丝转角可由镜尺测出,由石英丝转角可知扭力矩等于引力矩,从而可测得万有引力,进而可测引力恒量G.
1.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”是否遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（　　）
A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C.自由落体在月球表面的加速度约为在地球表面的
D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
五.随堂练习
B
2.下列说法正确的是（　　）
A.万有引力定律仅对质量较大的天体适用，对质量较小的物体不适用
B.根据公式F=可知，当r趋近于零时，万有引力将趋于无穷大
C.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量G
D.两物体间相互吸引的一对万有引力是一对平衡力
五.随堂练习
C