7.2万有引力定律（共23张ppt）
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律（共23张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 5.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-22 16:45:50 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
7.2万有引力定律
人教版（2019）普通高中物理必修第二册同步教学课件
第七章·万有引力定律宇宙航天
各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？
问题
开普勒第一定律——轨道定律
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;
对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积;
开普勒第三定律——周期定律
所有行星的椭圆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。
太阳
行星
b
a
开普勒第二定律——面积定律
知识点一：科学家的思考
是什么力支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢？
问题
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。
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。
一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
胡克
伽利略
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
笛卡尔
知识点一：科学家的思考
太阳对行星的引力使行星绕太阳做圆周运动。月亮绕地旋转所需要的向心力与太阳行星间的引力是不是都是相同的力呢？
地球对地表物体的重力与太阳行星间的引力是不是都是相同的力呢？……这个问题引起了牛顿的沉思。若你是牛顿，你会怎样解决这个猜想？
知识点一：科学家的思考
使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力应该就是太阳对它的引力
牛顿 (1643—1727)
英国著名的物理学家
我们跟从牛顿发现万有引力定律的过程来研究行星与太阳间的引力。
知识点二：行星与太阳间的引力
行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动的规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？
问题
太阳
行星
a
太阳
行星
r
简化
知识点二：行星与太阳间的引力
行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力如何表示？太阳对行星的引力与向心力的关系如何？
问题
太阳
行星
r
设行星的质量为 m，速度为 v，行星与太阳间的距离为 r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为
知识点二：行星与太阳间的引力
太阳对行星的引力表达式中，线速度的大小如何处理？
问题
太阳
行星
r
知识点二：行星与太阳间的引力
由太阳对行星的引力表达式表达式你能得出什么结论？
问题
即：
太阳
行星
r
知识点三：月--地检验
为什么月球也不会飞离地球呢？
月球和地球之间存在引力
什么力使得苹果不能离开地球
地球与苹果的引力？
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是不是同一种力，遵循相同的规律
重力？
知识点三：月--地检验
1.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．
2.检验原理：
知识点三：月--地检验
下列是当时可以测量的数据，如何证明地球表面的物体受力满足“平方反比”的关系？
地表重力加速度：g = 9.8m/s2
地球半径： R = 6400×103m
月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s
月亮轨道半径： r ≈ 60R=3 .84×108m
？
计算验证：
计算结果：
知识点三：月--地检验
3.数据表明，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，真的遵从相同的规律！
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
问题
万有引力！！！
知识点四：万有引力定律
3. 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。
2. 方向：在两物体的连线上。
4. r 的物理意义：
（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。
备注：
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。
m1
m2
r
知识点四：万有引力定律
5. G是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体。
（1）单位：
（2）大小：
（3）引力常量G的测定：卡文迪许扭秤实验
万有引力定律
科学家的思考
行星与太阳间的引力
月—地检验
理论分析
事实检验
万有引力定律
考点一：万有引力定律的理解
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
B、当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C、m1 与 m2 受到的引力总是大小相等的，与 m1、m2 是否相等无关
D、m1 与 m2 受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力
例题1 对于万有引力定律的表达式 下面说法中正确的是( )
AC
考点一：万有引力定律的理解
变式训练1. 2021年4 月 29 日 11 时 22 分我国空间站“天和”核心舱发射成功。在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，“天和”的质量为m，离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对“天和”的万有引力大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
A
考点一：万有引力定律的理解
变式训练2.如图，两球间的距离为r0。两球的质量分布均匀，质量分别为m1、m2，半径分别为r1、r2，引力常量为G，则两球间的万有引力大小为
D
考点一：万有引力定律的应用
例2.4月30日，西昌卫星发射中心发射了一圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107m，它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为
4.2×107m）相比（ ）
A. 向心加速度较小
B. 周期较大
C. 线速度较大
D. 机械能较大
C
考点一：万有引力定律的应用
变式训练3.“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成．设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a=________，线速度v=________．
感谢您的欣赏
7.2万有引力定律
人教版（2019）普通高中物理必修第二册同步教学课件
第七章·万有引力定律宇宙航天
各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？
问题
开普勒第一定律——轨道定律
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;
对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积;
开普勒第三定律——周期定律
所有行星的椭圆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。
太阳
行星
b
a
开普勒第二定律——面积定律
知识点一：科学家的思考
是什么力支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢？
问题
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。
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。
一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
胡克
伽利略
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
笛卡尔
知识点一：科学家的思考
太阳对行星的引力使行星绕太阳做圆周运动。月亮绕地旋转所需要的向心力与太阳行星间的引力是不是都是相同的力呢？
地球对地表物体的重力与太阳行星间的引力是不是都是相同的力呢？……这个问题引起了牛顿的沉思。若你是牛顿，你会怎样解决这个猜想？
知识点一：科学家的思考
使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力应该就是太阳对它的引力
牛顿 (1643—1727)
英国著名的物理学家
我们跟从牛顿发现万有引力定律的过程来研究行星与太阳间的引力。
知识点二：行星与太阳间的引力
行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动的规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？
问题
太阳
行星
a
太阳
行星
r
简化
知识点二：行星与太阳间的引力
行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力如何表示？太阳对行星的引力与向心力的关系如何？
问题
太阳
行星
r
设行星的质量为 m，速度为 v，行星与太阳间的距离为 r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为
知识点二：行星与太阳间的引力
太阳对行星的引力表达式中，线速度的大小如何处理？
问题
太阳
行星
r
知识点二：行星与太阳间的引力
由太阳对行星的引力表达式表达式你能得出什么结论？
问题
即：
太阳
行星
r
知识点三：月--地检验
为什么月球也不会飞离地球呢？
月球和地球之间存在引力
什么力使得苹果不能离开地球
地球与苹果的引力？
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是不是同一种力，遵循相同的规律
重力？
知识点三：月--地检验
1.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．
2.检验原理：
知识点三：月--地检验
下列是当时可以测量的数据，如何证明地球表面的物体受力满足“平方反比”的关系？
地表重力加速度：g = 9.8m/s2
地球半径： R = 6400×103m
月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s
月亮轨道半径： r ≈ 60R=3 .84×108m
？
计算验证：
计算结果：
知识点三：月--地检验
3.数据表明，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，真的遵从相同的规律！
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
问题
万有引力！！！
知识点四：万有引力定律
3. 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。
2. 方向：在两物体的连线上。
4. r 的物理意义：
（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。
备注：
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。
m1
m2
r
知识点四：万有引力定律
5. G是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体。
（1）单位：
（2）大小：
（3）引力常量G的测定：卡文迪许扭秤实验
万有引力定律
科学家的思考
行星与太阳间的引力
月—地检验
理论分析
事实检验
万有引力定律
考点一：万有引力定律的理解
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
B、当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C、m1 与 m2 受到的引力总是大小相等的，与 m1、m2 是否相等无关
D、m1 与 m2 受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力
例题1 对于万有引力定律的表达式 下面说法中正确的是( )
AC
考点一：万有引力定律的理解
变式训练1. 2021年4 月 29 日 11 时 22 分我国空间站“天和”核心舱发射成功。在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，“天和”的质量为m，离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对“天和”的万有引力大小为（ ）
A．
B．
C．
D．
A
考点一：万有引力定律的理解
变式训练2.如图，两球间的距离为r0。两球的质量分布均匀，质量分别为m1、m2，半径分别为r1、r2，引力常量为G，则两球间的万有引力大小为
D
考点一：万有引力定律的应用
例2.4月30日，西昌卫星发射中心发射了一圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107m，它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为
4.2×107m）相比（ ）
A. 向心加速度较小
B. 周期较大
C. 线速度较大
D. 机械能较大
C
考点一：万有引力定律的应用
变式训练3.“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成．设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a=________，线速度v=________．
感谢您的欣赏