7.2万有引力定律 （18张PPT）
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律 （18张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-26 15:14:44 | ||
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文档简介
(共18张PPT)
§7.2 万有引力定律
知识回顾
开普勒第一定律——轨道定律
开普勒第二定律——面积定律
开普勒第三定律——周期定律
太阳
行星
b
a
行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？
建立模型
太阳
行星
r
太阳
行星
a
诱思：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？
简化
行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？ 这个力的方向怎么样？
诱思：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？
科学探究
消去v
行星运行速度v不易观测？怎么办？
消去
T
讨论
诱思：
太阳对行星的引力提供作为向心力，那这个力大小有什么样定量关系？
F
太阳
Ｍ
行星
ｍ
ｒ
Ｖ
科学探究
关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？
探究1: 太阳对行星的引力F
请用中文描述这个关系式！
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.
F
行星
太阳
F′
既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力？它有怎么样定量的关系？
科学探究
探究2: 行星对太阳的引力F′
F
行星
太阳
F′
类比法
牛 三
行星对太阳的引力F′跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.
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.
科学探究
探究3: 太阳与行星间的引力F
类比法
牛 三
F 和F ′是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式有什么关系？
牛三
G为比例系数，与太阳、行星无关。
方向：沿着太阳与行星间的连线 。
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
随堂练习
A
这个问题引起了牛顿的沉思。
一、牛顿的思考
苹果与月亮受到的力可能是同一种力!
可能是地球表面的重力延伸到月亮。
而且它们都是类似太阳行星间的引力，它们都应遵从“与距离平方成反比”的关系。
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？……
若你是牛顿，你会怎样解决这个猜想？
证明苹果、月亮受力满足“平方反比”的关系
当时已知的一些量：
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
那么，通过这些已知条件如何来证明：苹果、月亮受力也满足“平方反比”的关系呢？
二、牛顿的月地检验
计算验证：
？
？
三、牛顿的智慧
牛顿的这一猜想非常大胆，将天上和人间连接在了一起！
牛顿再度思考：
既然太阳与地球或行星间、地球与月球间、地球与物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
G为引力常量，r为两质点的距离。
表达式：
若两物体间的距离r比物体的形状大得多时，可把物体视这质点。
若两物体是密度均匀的球体，则r为球心距。
定律
四、万有引力定律
内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
F1
F2
F
五、万有引力定律的验证
1、哈雷彗星回归预测
哈雷彗星
1682 年8 月出现
1758 年12 月25 日晚回归
哈雷
2、引力常量的测量
【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？
卡文迪许
力的测量
引力力矩的测量
石英丝转过的角度
光点移动的距离
科学方法：放大法
G＝6.67×10-11 N·m2/kg2
1.关于万有引力，下列说法中正确得是：( )
A. 万有引力只有在天体之间才体现出来
B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎可以忽略
C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有力
D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近
D
粗略计算两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？
一粒芝麻重的几千分之一!!!
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，这两球间的万有引力大小为（ ）
A. B. C. D.无法判断
C
r
4.设想把质量为m的物体，放在地球的中心，地球的质量为M，半径为R，则物体与地球之间的万有引力是（ ）
A.零 B.无穷大 C. D.无法确定
A
应用
应用：⑴. 求地球表面及上空h处的重力加速度g。
1. 地球表面：忽略地球自转影响
上空h处：
同理
2.重力和万有引力的关系
分力:F1=
分力:mg
T=24h，r=Recos ф，ф为纬度
F合=
由于地球自转， 随纬度的增加，物体所需的向心力F1减小
所以随纬度的增加，物体的重力mg不断增大。
F合
F1
mg
N
N=mg
某行星自转一周所需时间为地球上的6h，在这行星上用弹簧秤测某物重力。在该行星赤道上称得物重是两极时计数的90%。已知G=6.67×10-11N.m2/Kg2，若该行星为球体，则它的平均密度为多少。
解：在两极时，
在赤道上万有引力和弹簧秤拉力的合力提供做圆周运动运动的向心力，
F＝0.9mg
F引
F
§7.2 万有引力定律
知识回顾
开普勒第一定律——轨道定律
开普勒第二定律——面积定律
开普勒第三定律——周期定律
太阳
行星
b
a
行星为什么绕太阳如此和谐而又有规律地做椭圆运动？
建立模型
太阳
行星
r
太阳
行星
a
诱思：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？
简化
行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？ 这个力的方向怎么样？
诱思：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？
科学探究
消去v
行星运行速度v不易观测？怎么办？
消去
T
讨论
诱思：
太阳对行星的引力提供作为向心力，那这个力大小有什么样定量关系？
F
太阳
Ｍ
行星
ｍ
ｒ
Ｖ
科学探究
关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？
探究1: 太阳对行星的引力F
请用中文描述这个关系式！
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.
F
行星
太阳
F′
既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力？它有怎么样定量的关系？
科学探究
探究2: 行星对太阳的引力F′
F
行星
太阳
F′
类比法
牛 三
行星对太阳的引力F′跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.
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.
科学探究
探究3: 太阳与行星间的引力F
类比法
牛 三
F 和F ′是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式有什么关系？
牛三
G为比例系数，与太阳、行星无关。
方向：沿着太阳与行星间的连线 。
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
随堂练习
A
这个问题引起了牛顿的沉思。
一、牛顿的思考
苹果与月亮受到的力可能是同一种力!
可能是地球表面的重力延伸到月亮。
而且它们都是类似太阳行星间的引力，它们都应遵从“与距离平方成反比”的关系。
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？……
若你是牛顿，你会怎样解决这个猜想？
证明苹果、月亮受力满足“平方反比”的关系
当时已知的一些量：
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
那么，通过这些已知条件如何来证明：苹果、月亮受力也满足“平方反比”的关系呢？
二、牛顿的月地检验
计算验证：
？
？
三、牛顿的智慧
牛顿的这一猜想非常大胆，将天上和人间连接在了一起！
牛顿再度思考：
既然太阳与地球或行星间、地球与月球间、地球与物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
G为引力常量，r为两质点的距离。
表达式：
若两物体间的距离r比物体的形状大得多时，可把物体视这质点。
若两物体是密度均匀的球体，则r为球心距。
定律
四、万有引力定律
内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
F1
F2
F
五、万有引力定律的验证
1、哈雷彗星回归预测
哈雷彗星
1682 年8 月出现
1758 年12 月25 日晚回归
哈雷
2、引力常量的测量
【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？
卡文迪许
力的测量
引力力矩的测量
石英丝转过的角度
光点移动的距离
科学方法：放大法
G＝6.67×10-11 N·m2/kg2
1.关于万有引力，下列说法中正确得是：( )
A. 万有引力只有在天体之间才体现出来
B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎可以忽略
C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有力
D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近
D
粗略计算两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？
一粒芝麻重的几千分之一!!!
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，这两球间的万有引力大小为（ ）
A. B. C. D.无法判断
C
r
4.设想把质量为m的物体，放在地球的中心，地球的质量为M，半径为R，则物体与地球之间的万有引力是（ ）
A.零 B.无穷大 C. D.无法确定
A
应用
应用：⑴. 求地球表面及上空h处的重力加速度g。
1. 地球表面：忽略地球自转影响
上空h处：
同理
2.重力和万有引力的关系
分力:F1=
分力:mg
T=24h，r=Recos ф，ф为纬度
F合=
由于地球自转， 随纬度的增加，物体所需的向心力F1减小
所以随纬度的增加，物体的重力mg不断增大。
F合
F1
mg
N
N=mg
某行星自转一周所需时间为地球上的6h，在这行星上用弹簧秤测某物重力。在该行星赤道上称得物重是两极时计数的90%。已知G=6.67×10-11N.m2/Kg2，若该行星为球体，则它的平均密度为多少。
解：在两极时，
在赤道上万有引力和弹簧秤拉力的合力提供做圆周运动运动的向心力，
F＝0.9mg
F引
F