人教版必修二7.2 万有引力定律定稿版 课件（24张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版必修二7.2 万有引力定律定稿版 课件（24张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-07-10 07:59:23 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
万有引力定律
开普勒第一定律(轨道定律)
所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律(面积定律)
对于任意一个行星来说，它与太阳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。
知识回顾
a3/ T2 =k
R 3/ T2 =k
运动学规律:
速度V大小不变， 方向变化
加速度an大小不变，方向变化
动力学规律:
F合=Fn=man
Fn大小不变，方向变化
匀速圆周运动
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。
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。
开普勒
笛卡尔
胡克
一切物体都有合并的趋势。这种趋势导致物体做圆周运动。
科学的足迹
物体怎样才会不沿直线运动？
牛顿利用它的运动定律把向心加速度与太阳对它的引力联系起来。
以任何方式改变改变速度都需要
力。使行星沿圆或椭圆焦点的力，这个
力应该就是太阳对它的引力。
牛顿在 1676 年给友人的信中写道：
如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。
太阳
行星
a
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？
建立模型
空白演示
单击输入您的封面副标题
八大行星轨道数据表
行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴
b(106km)
水星 57.9 56.7
金星 108.2 108.1
地球 149.6 149.5
火星 227.9 226.9
木星 778.3 777.4
土星 1427.0 1424.8
天王星 2882.3 2879.1
海王星 4523.9 4523.8
一.太阳对行星的引力
太阳
行星
a（半长轴）
太阳
行星
r（轨道半径）
既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳的运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？
行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供向心力？ 这个力的方向怎么样？
ｒ
F
行星
ｍ
太阳对行星的引力提供向心力，那这个力的大小有什么样的定量关系？
M是太阳的质量, m表示行星的质量, r表示太阳和行星之间的距离,
F表示太阳对行星的引力。
M
空白演示
单击输入您的封面副标题
消去 v
消去 T
讨论
行星运行速度v容易观测？
怎么办？
F：太阳对行星的吸引力
m：行星的质量
v: 行星运行的速度
r: 行星绕太阳运动的轨道半径
T：行星绕太阳转动的周期
k:对所有行星都相同的常数
空白演示
单击输入您的封面副标题
类比法
牛 三
F’
F
行星
F=G (G是比例系数，与太阳行星都无关)
M: 太阳的质量
F：太阳对行星的吸引力
F’：行星对太阳的吸引力
F：太阳对行星的吸引力
m：行星的质量
r: 行星绕太阳运动的轨道半径
例1 (2020·湖南师范大学附属中学高一月考)下列关于行星对太阳的引力的说法，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，与行星和太阳的距离成
反比
√
为什么月球也不会飞离地球呢？
月球和地球之间存在引力
万有引力定律的发现过程
牛顿的思考：
地球对月球的力，地球对地面上物体的力，太阳对行星的力，是不是同一种力呢？
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。
而且都是类似太阳与行星间的引力，它们都应遵从“与距离的二次方成反比”的关系。
一、月-地检验
证明：苹果、月亮受力
满足“平方反比”的关系
2
r
M
G
a
=
计算验证：
？
计算结果：
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
二、万有引力定律
月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律.一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？
图1
(1)如图1所示，假若你与同桌的质量均为60 kg，相距0.5 m.粗略计算你与同桌间的引力(已知G＝6.67×10－11 N·m2/kg2).
答案 因为我们与周围物体间的引力很小，所以我们感觉不到.
二、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 r 的二次方成反比，即
1. 公式的适用条件
(1)两个质点间的相互作用。
(2)一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用，r为球心到质点的距离。
m1
m2
r
2. 引力常量
G=
(3)两个质量均匀的球体间的相互作用，r为两球心间的距离。
卡文迪许
已知m1、m2、r测量F
①数值： G=6.67×10-11 Nm2/kg2
②G值的物理含义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11 N
三、引力常量的测定
卡文迪许扭称实验
例2 (2021·四川泸县第二中学高一月考)下列关于万有引力的说法正确的是
A.牛顿测出了引力常量G
B.对于质量分布均匀的球体，公式F＝ 中的r指两球心之间的距离
C.因地球质量远小于太阳质量，故太阳对地球的引力远小于地球对太阳
的引力
D.设想把一物体放到地球的中心(地心)，则该物体受到地球的万有引力
无穷大
√
例3 (2021·浙江宁波诺丁汉附中月考)地球半径为R，一物体在地球表面受到的万有引力为F，若该物体在地球高空某处受到的万有引力为 ，则该处距地面的高度为
√
1.地球表面处重力与万有引力的关系
图3
(2)当物体在赤道上时：F′＝mω2R最大，重力最小，mg1＝ －mω2R指向地心.
(3)从赤道到两极：向心力F′＝mω2R′减小，F′与F引夹角增大，所以重力mg在增大，重力加速度增大.因为F′、F引、mg不在一条直线上，重力mg与万有引力F引方向有偏差，重力大小mg< .
例4 地球可近似看成质量均匀分布的球体，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有
A.物体在赤道处受到的地球引力等于两极处，而重力小于两极处
B.赤道处的角速度比南纬30°大
C.地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比
两极处大
D.地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力
√
例5 火星半径是地球半径的 ，火星质量大约是地球质量的 ，那么质量为50 kg的宇航员，(地球表面的重力加速度g取10 m/s2)
(1)在火星表面上受到的重力是多少？
答案 222.2 N
万有引力定律公式：
引力常量(卡文迪许“扭称实验”)
公式的适用条件
(1)两个质点间的相互作用
(2)一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用，r为球心到质点的距离.
课堂小结
(3)两个质量均匀的球体间的相互作用，r为两球心间的距离
万有引力定律
开普勒第一定律(轨道定律)
所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
开普勒第二定律(面积定律)
对于任意一个行星来说，它与太阳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。
知识回顾
a3/ T2 =k
R 3/ T2 =k
运动学规律:
速度V大小不变， 方向变化
加速度an大小不变，方向变化
动力学规律:
F合=Fn=man
Fn大小不变，方向变化
匀速圆周运动
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。
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。
开普勒
笛卡尔
胡克
一切物体都有合并的趋势。这种趋势导致物体做圆周运动。
科学的足迹
物体怎样才会不沿直线运动？
牛顿利用它的运动定律把向心加速度与太阳对它的引力联系起来。
以任何方式改变改变速度都需要
力。使行星沿圆或椭圆焦点的力，这个
力应该就是太阳对它的引力。
牛顿在 1676 年给友人的信中写道：
如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。
太阳
行星
a
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？
建立模型
空白演示
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八大行星轨道数据表
行 星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴
b(106km)
水星 57.9 56.7
金星 108.2 108.1
地球 149.6 149.5
火星 227.9 226.9
木星 778.3 777.4
土星 1427.0 1424.8
天王星 2882.3 2879.1
海王星 4523.9 4523.8
一.太阳对行星的引力
太阳
行星
a（半长轴）
太阳
行星
r（轨道半径）
既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳的运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？
行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供向心力？ 这个力的方向怎么样？
ｒ
F
行星
ｍ
太阳对行星的引力提供向心力，那这个力的大小有什么样的定量关系？
M是太阳的质量, m表示行星的质量, r表示太阳和行星之间的距离,
F表示太阳对行星的引力。
M
空白演示
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消去 v
消去 T
讨论
行星运行速度v容易观测？
怎么办？
F：太阳对行星的吸引力
m：行星的质量
v: 行星运行的速度
r: 行星绕太阳运动的轨道半径
T：行星绕太阳转动的周期
k:对所有行星都相同的常数
空白演示
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类比法
牛 三
F’
F
行星
F=G (G是比例系数，与太阳行星都无关)
M: 太阳的质量
F：太阳对行星的吸引力
F’：行星对太阳的吸引力
F：太阳对行星的吸引力
m：行星的质量
r: 行星绕太阳运动的轨道半径
例1 (2020·湖南师范大学附属中学高一月考)下列关于行星对太阳的引力的说法，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，与行星和太阳的距离成
反比
√
为什么月球也不会飞离地球呢？
月球和地球之间存在引力
万有引力定律的发现过程
牛顿的思考：
地球对月球的力，地球对地面上物体的力，太阳对行星的力，是不是同一种力呢？
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。
而且都是类似太阳与行星间的引力，它们都应遵从“与距离的二次方成反比”的关系。
一、月-地检验
证明：苹果、月亮受力
满足“平方反比”的关系
2
r
M
G
a
=
计算验证：
？
计算结果：
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
二、万有引力定律
月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律.一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？
图1
(1)如图1所示，假若你与同桌的质量均为60 kg，相距0.5 m.粗略计算你与同桌间的引力(已知G＝6.67×10－11 N·m2/kg2).
答案 因为我们与周围物体间的引力很小，所以我们感觉不到.
二、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 r 的二次方成反比，即
1. 公式的适用条件
(1)两个质点间的相互作用。
(2)一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用，r为球心到质点的距离。
m1
m2
r
2. 引力常量
G=
(3)两个质量均匀的球体间的相互作用，r为两球心间的距离。
卡文迪许
已知m1、m2、r测量F
①数值： G=6.67×10-11 Nm2/kg2
②G值的物理含义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11 N
三、引力常量的测定
卡文迪许扭称实验
例2 (2021·四川泸县第二中学高一月考)下列关于万有引力的说法正确的是
A.牛顿测出了引力常量G
B.对于质量分布均匀的球体，公式F＝ 中的r指两球心之间的距离
C.因地球质量远小于太阳质量，故太阳对地球的引力远小于地球对太阳
的引力
D.设想把一物体放到地球的中心(地心)，则该物体受到地球的万有引力
无穷大
√
例3 (2021·浙江宁波诺丁汉附中月考)地球半径为R，一物体在地球表面受到的万有引力为F，若该物体在地球高空某处受到的万有引力为 ，则该处距地面的高度为
√
1.地球表面处重力与万有引力的关系
图3
(2)当物体在赤道上时：F′＝mω2R最大，重力最小，mg1＝ －mω2R指向地心.
(3)从赤道到两极：向心力F′＝mω2R′减小，F′与F引夹角增大，所以重力mg在增大，重力加速度增大.因为F′、F引、mg不在一条直线上，重力mg与万有引力F引方向有偏差，重力大小mg< .
例4 地球可近似看成质量均匀分布的球体，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有
A.物体在赤道处受到的地球引力等于两极处，而重力小于两极处
B.赤道处的角速度比南纬30°大
C.地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比
两极处大
D.地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力
√
例5 火星半径是地球半径的 ，火星质量大约是地球质量的 ，那么质量为50 kg的宇航员，(地球表面的重力加速度g取10 m/s2)
(1)在火星表面上受到的重力是多少？
答案 222.2 N
万有引力定律公式：
引力常量(卡文迪许“扭称实验”)
公式的适用条件
(1)两个质点间的相互作用
(2)一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用，r为球心到质点的距离.
课堂小结
(3)两个质量均匀的球体间的相互作用，r为两球心间的距离