6.3 万有引力定律 教学课件 -2021-2022学年高一下学期物理人教版必修2（34张PPT）
文档属性
| 名称 | 6.3 万有引力定律 教学课件 -2021-2022学年高一下学期物理人教版必修2（34张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-08-10 05:24:09 | ||
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文档简介
(共34张PPT)
高一物理 人教版必修②
第六章 第三节
万有引力定律
复习提问 温故知新
太阳与行星之间的引力大小与太阳和行星质量的乘积成正比，与两者之间距离的二次方成反比。
太阳与行星之间的引力大小与太阳和行星的质量以及它们之间的距离有什么关系？
1970年4月发射第一颗试验卫星：东方红一号；
1984年4月发射第一颗同步卫星：东方红二号;
1988年9月发射第一颗气象卫星:风云一号;
2003年10月发射第一艘载人宇宙飞船:神舟五号;
2007年10月发射第一颗探月卫星:嫦娥一号;
2011年9月发射第一个空间实验室:天宫一号 ;
2016年8月发射了全球首颗量子卫星:墨子号;
2020年北斗卫星导航系统正式投入运行。
分享我国部分航天成就
牛顿是英国著名的物理学家、数学家和天文学家。牛顿在物理学上最主要的成就是创立了经典力学的基本体系，致力于光的颜色和光的本性研究；在天文学方面，发现了万有引力定律，发明了反射望远镜；在数学方面，提出了“流数法”，建立了二项式定理，创立了微积分等。
走进历史 缅怀伟人
行星之所以围绕太阳运行而不能飞离太阳，是因为太阳对行星有引力。
在地球表面以一定的初速度将物体抛出后，物体为什么总会落向地面呢？
追寻科学的足迹
地球对物体有引力。
月球为什么围绕地球运行而不能脱离地球呢？
树上的苹果为什么会落向地面呢
地球对苹果有引力。
地球对月球有引力。
地球吸引苹果的力与地球对月球的引力是否会是同一种力呢？是否遵循相同的规律呢
问题与思考
地球对苹果的引力与地球对月球的引力是同种性质的力，它们都类似于太阳与行星间的引力，都遵从“平方反比”规律。
这仅仅是猜想，它需要通过事实来检验！
大胆猜想
（1）
月—地检验
思考1：设某物体在地面时,重力加速度为g,若把此物体带到月球公转轨道上，让物体随月球一起绕地球做匀速圆周运动，若“平方反比”规律假设成立，能否求出物体在圆轨道上运动时的加速度大小呢？
【体验1】如图，某物体随月球一起绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为 ，地面附近的重力加速度为 ，若“平方反比”规律假设成立，求该物体在圆轨道上运行时的加速度大小。
在地面有：
在圆轨道上有：
于是解得：
【分析】若“平方反比规律”假设成立，
月—地检验
（2）
思考2：设月球绕地球做匀速圆周运动，能否根据月球的公转轨道半径和公转周期，求出月球的向心加速度大小呢？
【分析】根据向心加速度公式有：
代入上式解得：
将
和
【体验2】如图，若月球绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为 ，周期 ，求月球做匀速圆周运动的向心加速度大小。
分析比较 得出结论
根据假设，由理论规律求得：
根据实践观测数据求得：
比较两个计算结果，它们的值非常接近。
通过观测实践检验了理论假设的正确性。
归纳小结
1、牛顿发现万有引力定律的科学研究方法：
猜想与假设
设计检验方案
2、科学研究具有长期性和艰巨性。
牛顿名言：我之所以比别人看得更远是因为站在巨 人的肩膀上。
提出问题
收集观测数据
分析论证
1.内容：自然界的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，跟它们之间距离r的二次方成反比。
一、万有引力定律
2.表达式：
（3）求质点间引力时，r是质点间的距离，求均匀球体间引力时,r是球心间的距离，求质点与均匀球体间引力时，r是质点到球心的距离。
（2）万有引力存在于一切物体之间，但此表达式适用于计算质点间、均匀球体间以及质点与均匀球体间的万有引力大小；
3.对万有引力定律表达式的理解
（1） 中的G是万有引力常量。
注意：当两物体间距离接近0时，两物体已不能视为质点，此表达式已经不成立。
根据万有引力定律表达式 可知，当两物体间距离接近0时，两物体间的万有引力会趋近于无穷大。这种说法对吗？为什么？
分析与思考
二、万有引力的特点
（2）相互性：两物间的万有引力是一对作用力与反作用力，遵循牛顿第三定律．
（1）普遍性：万有引力普遍存在于宇宙中的任何两个有质量的物体间．
（3）宏观性：通常情况下，两物体间的万有引力非常小，可忽略不计。质量巨大的天体间或天体与物体间的万有引力才有宏观意义．
（4）相关性:万有引力的大小只与m1、m2及r有关,与其它因素无关。
三.发现万有引力定律的重要意义
1、万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具有深远的影响。
2、万有引力定律把地面上物体的运动规律与天体运动的规律统一了起来，对科学文化发展起了积极的推动作用。
3、解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心。
四、万有引力常量G的测定
1、万有引力定律发现100多年后，英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量的G的值。
2、实验装置
与方法。
1、测量原理：
万有引力常量G的测定。
四、万有引力常量G的测定
1、万有引力定律发现100多年后，英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量的G的值。
一般计算取
2、万有引力常量的物理意义
表示两个质量都 为1kg的质点相距1m 时
的万有引力大小是6.67×10-11N。
万有引力常量
①用实验证明了万有引力定律及普遍意义；
②使万有引力定律进入了真正实用的时代； ③促进行了天文学和航空航天事业的发展；
④卡文迪许扭秤实验开创了微小量测量的
先河，使科学放大思想得到了应用和推广。
五、卡文迪许测出万有引力常量的意义
卡文迪许被誉为“能称量地球质量的人”！
解：
普通物体间的万有引力非常小，分析受力
时可忽略不计。
例题分析
例1：设质量均为50kg的两同学相距0.5m，估算他
们之间的万有引力大小，取
（结果保留两位有效数）。
解：
例题分析
体现了万有引力的宏观性！
分析与思考
地面上物体受到地球的万有引力就是重力吗
O1
O
F引
G
Fn
地面上物体受到地球的万有引力可分解为两个分力：一个是重力，另一个是自转的向心力。
释疑解惑
地球面表面的重力加速度的值为什么随纬
度的增大而增大？
赤道上有：
在两极有：
O
G
F引
Fn
O
F引
G
归纳小结
考虑地球的自转，从赤道到两极，同一物体
的重力随纬度的增大而 。
增大
1、下列说法正确的是（ ）
A.地球对月球的万有引力远大于月球对地球的万有引力
B.地球对月球的万有引力与月球对地球的万有引力大小相等，是一对平衡力
C.两物体之间的万有引力总是大小相等，与两物体的质量是否相等无关
D.当两物体之间的距离r趋近于零时,它们之间的万有引力趋近于无穷大
C
课堂练习
2.地球质量大约是月球质量的81倍，当某登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对飞船的引力大小恰好相等，则该位置到月球中心的距离与到地球中心的距离之比为 ( )
A．1 ：27 B．1 ：9
C．1 ：3 D．9 ：1
B
课堂练习
一.万有引力定律的发现历程；
二.万有引力定律的内容及表达式：
三.万有引力定律的简单应用；
四.万有引力常量G的值及物理意义：
课堂小结
1、教材 P41（2）（3）题。
2、课外作业：
进一步了解卡文迪许通过扭秤实验测出
万有引力常量的原理和方法，体会“科学
放大思想”在物理研究中的作用和意义。
作业布置
高一物理 人教版必修②
第六章 第三节
万有引力定律
复习提问 温故知新
太阳与行星之间的引力大小与太阳和行星质量的乘积成正比，与两者之间距离的二次方成反比。
太阳与行星之间的引力大小与太阳和行星的质量以及它们之间的距离有什么关系？
1970年4月发射第一颗试验卫星：东方红一号；
1984年4月发射第一颗同步卫星：东方红二号;
1988年9月发射第一颗气象卫星:风云一号;
2003年10月发射第一艘载人宇宙飞船:神舟五号;
2007年10月发射第一颗探月卫星:嫦娥一号;
2011年9月发射第一个空间实验室:天宫一号 ;
2016年8月发射了全球首颗量子卫星:墨子号;
2020年北斗卫星导航系统正式投入运行。
分享我国部分航天成就
牛顿是英国著名的物理学家、数学家和天文学家。牛顿在物理学上最主要的成就是创立了经典力学的基本体系，致力于光的颜色和光的本性研究；在天文学方面，发现了万有引力定律，发明了反射望远镜；在数学方面，提出了“流数法”，建立了二项式定理，创立了微积分等。
走进历史 缅怀伟人
行星之所以围绕太阳运行而不能飞离太阳，是因为太阳对行星有引力。
在地球表面以一定的初速度将物体抛出后，物体为什么总会落向地面呢？
追寻科学的足迹
地球对物体有引力。
月球为什么围绕地球运行而不能脱离地球呢？
树上的苹果为什么会落向地面呢
地球对苹果有引力。
地球对月球有引力。
地球吸引苹果的力与地球对月球的引力是否会是同一种力呢？是否遵循相同的规律呢
问题与思考
地球对苹果的引力与地球对月球的引力是同种性质的力，它们都类似于太阳与行星间的引力，都遵从“平方反比”规律。
这仅仅是猜想，它需要通过事实来检验！
大胆猜想
（1）
月—地检验
思考1：设某物体在地面时,重力加速度为g,若把此物体带到月球公转轨道上，让物体随月球一起绕地球做匀速圆周运动，若“平方反比”规律假设成立，能否求出物体在圆轨道上运动时的加速度大小呢？
【体验1】如图，某物体随月球一起绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为 ，地面附近的重力加速度为 ，若“平方反比”规律假设成立，求该物体在圆轨道上运行时的加速度大小。
在地面有：
在圆轨道上有：
于是解得：
【分析】若“平方反比规律”假设成立，
月—地检验
（2）
思考2：设月球绕地球做匀速圆周运动，能否根据月球的公转轨道半径和公转周期，求出月球的向心加速度大小呢？
【分析】根据向心加速度公式有：
代入上式解得：
将
和
【体验2】如图，若月球绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为 ，周期 ，求月球做匀速圆周运动的向心加速度大小。
分析比较 得出结论
根据假设，由理论规律求得：
根据实践观测数据求得：
比较两个计算结果，它们的值非常接近。
通过观测实践检验了理论假设的正确性。
归纳小结
1、牛顿发现万有引力定律的科学研究方法：
猜想与假设
设计检验方案
2、科学研究具有长期性和艰巨性。
牛顿名言：我之所以比别人看得更远是因为站在巨 人的肩膀上。
提出问题
收集观测数据
分析论证
1.内容：自然界的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，跟它们之间距离r的二次方成反比。
一、万有引力定律
2.表达式：
（3）求质点间引力时，r是质点间的距离，求均匀球体间引力时,r是球心间的距离，求质点与均匀球体间引力时，r是质点到球心的距离。
（2）万有引力存在于一切物体之间，但此表达式适用于计算质点间、均匀球体间以及质点与均匀球体间的万有引力大小；
3.对万有引力定律表达式的理解
（1） 中的G是万有引力常量。
注意：当两物体间距离接近0时，两物体已不能视为质点，此表达式已经不成立。
根据万有引力定律表达式 可知，当两物体间距离接近0时，两物体间的万有引力会趋近于无穷大。这种说法对吗？为什么？
分析与思考
二、万有引力的特点
（2）相互性：两物间的万有引力是一对作用力与反作用力，遵循牛顿第三定律．
（1）普遍性：万有引力普遍存在于宇宙中的任何两个有质量的物体间．
（3）宏观性：通常情况下，两物体间的万有引力非常小，可忽略不计。质量巨大的天体间或天体与物体间的万有引力才有宏观意义．
（4）相关性:万有引力的大小只与m1、m2及r有关,与其它因素无关。
三.发现万有引力定律的重要意义
1、万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具有深远的影响。
2、万有引力定律把地面上物体的运动规律与天体运动的规律统一了起来，对科学文化发展起了积极的推动作用。
3、解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大信心。
四、万有引力常量G的测定
1、万有引力定律发现100多年后，英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量的G的值。
2、实验装置
与方法。
1、测量原理：
万有引力常量G的测定。
四、万有引力常量G的测定
1、万有引力定律发现100多年后，英国物理学家卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量的G的值。
一般计算取
2、万有引力常量的物理意义
表示两个质量都 为1kg的质点相距1m 时
的万有引力大小是6.67×10-11N。
万有引力常量
①用实验证明了万有引力定律及普遍意义；
②使万有引力定律进入了真正实用的时代； ③促进行了天文学和航空航天事业的发展；
④卡文迪许扭秤实验开创了微小量测量的
先河，使科学放大思想得到了应用和推广。
五、卡文迪许测出万有引力常量的意义
卡文迪许被誉为“能称量地球质量的人”！
解：
普通物体间的万有引力非常小，分析受力
时可忽略不计。
例题分析
例1：设质量均为50kg的两同学相距0.5m，估算他
们之间的万有引力大小，取
（结果保留两位有效数）。
解：
例题分析
体现了万有引力的宏观性！
分析与思考
地面上物体受到地球的万有引力就是重力吗
O1
O
F引
G
Fn
地面上物体受到地球的万有引力可分解为两个分力：一个是重力，另一个是自转的向心力。
释疑解惑
地球面表面的重力加速度的值为什么随纬
度的增大而增大？
赤道上有：
在两极有：
O
G
F引
Fn
O
F引
G
归纳小结
考虑地球的自转，从赤道到两极，同一物体
的重力随纬度的增大而 。
增大
1、下列说法正确的是（ ）
A.地球对月球的万有引力远大于月球对地球的万有引力
B.地球对月球的万有引力与月球对地球的万有引力大小相等，是一对平衡力
C.两物体之间的万有引力总是大小相等，与两物体的质量是否相等无关
D.当两物体之间的距离r趋近于零时,它们之间的万有引力趋近于无穷大
C
课堂练习
2.地球质量大约是月球质量的81倍，当某登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对飞船的引力大小恰好相等，则该位置到月球中心的距离与到地球中心的距离之比为 ( )
A．1 ：27 B．1 ：9
C．1 ：3 D．9 ：1
B
课堂练习
一.万有引力定律的发现历程；
二.万有引力定律的内容及表达式：
三.万有引力定律的简单应用；
四.万有引力常量G的值及物理意义：
课堂小结
1、教材 P41（2）（3）题。
2、课外作业：
进一步了解卡文迪许通过扭秤实验测出
万有引力常量的原理和方法，体会“科学
放大思想”在物理研究中的作用和意义。
作业布置