7.2万有引力定律 课件 （20张PPT）高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

§7.2 万有引力定律
背景知识
开普勒定律发现之后,人们开始深入思考:什么原因使行星绕太阳运动?
伽利略、笛卡尔、胡克、哈雷……
胡克等人认为，行星绕太阳运动是因为受到了太阳的引力，所受引力的大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，证明了行星的运动轨迹是椭圆的，受制于没有运动和力的清晰概念，无法深入研究。
牛顿：在前人的基础上总结得出：使行星沿圆或椭圆的运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力。
行星与太阳间的引力
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开普勒定律
近似匀速圆周运动
引力提供向心力
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行星与太阳间的引力
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周期????
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开普勒第三定律
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????∝????太????地?????????
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G 为比例系数，与太阳、行星无关。
太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比。引力方向沿着太阳与行星间的连线
作用力和反作用力
行星与太阳间的引力
月-地检验
思考:什么力使得月球围绕地球转动？什么力使得苹果落下？这些力是否遵从相同的规律？
月-地检验
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地球与月球间的作用力:????=????????月????地?????????
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向心加速度:?????????a月=F?m月=Gm地?r2
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地球对苹果的引力: ????=????????苹????地?????????
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a苹=F?m苹=Gm地?R2
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????月????苹=????????????????
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结论：地球表面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力与太阳行星的引力遵从相同的规律。
月-地检验
思考与讨论
已知自由落体加速度 g为9.8????/????????,月球中心距离地球中心的距离为3.8 ×????????????????,月球公转周期为23d,约 ????.????????×?????????????????。根据这些数据，能否验证前面的假设？
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????=????.????????/????????
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????月=????????????????????????≈????.???????????????????? ????/????????
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假设成立
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????月=????????????????????≈????.????????????????????/????????
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万有引力定律
太阳与行星之间存在引力
推广
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的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
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即:????=????????????????????????????
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比例系数????为引力常量,适用于任何两个物体。
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万有引力定律：自然界中任何两个任何两个质点都存在通过其连心线方向上的相互吸引的力。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比。
万有引力定律
m1
m2
r
万有引力定律的适用条件：
万有引力定律公式适用于质点之间的引力大小的计算。
对于实际物体间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小（物体可视为质点）时也适用。
两个质量分布均匀的球体间的引力大小可用万有引力定律公式求解，公式中的r为两球心之间的距离。
万有引力定律
思考与讨论
????=????????????????????????????
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推导
?????越小，引力????越大
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两个人无限接近的时候，他们之间的引力怎么样？为什么？
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万有引力定律的特性：
新课讲授
万有引力定律
（1）普遍性：万有引力存在于宇宙中任何有质量的物体之间。
（2）相互性：两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力。
（3）宏观性：天体间万有引力较大，它是支配天体运动的原因。地面物体间、微观粒子间的万有引力微小，不足以影响物体的运动，常忽略不计。
（4）特殊性：两个物体间的万有引力只与它们本身的质量以及它们之间的距离有关，与所在空间的性质无关。
引力常量
亨利·卡文迪许
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引力常量的测定装置：卡文迪许扭秤装置
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引力常量
大小：????.????????×??????????????????????????????/????????????
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单位：?????????????/????????????
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符号：????
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意义：引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。
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1.牛顿发现万有引力定律的思维过程是(　　)
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A． 理想实验—理论推导—实验检验
B． 假想—理论推导—规律形成
C． 假想—理论推导—实验检验
D． 实验事实—假想—理论推导
2.关于太阳与行星间的引力，下列说法错误的是(　　)
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A． 神圣和永恒的天体做匀速圆周运动无需原因，因为圆周运动是最完美的
B． 行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力
C． 牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用。行星围绕太阳运动，一定受到了力的作用
D． 牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用，推导出了太阳与行星间的引力关系
3.图(a)是用来“显示桌(或支持)面的微小形变”的演示实验；图(b)是用来“测量引力常量”的实验．由图可知，两个实验共同的物理思想方法是(　　)
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A． 极限的思想方法
B． 放大的思想方法
C． 控制变量的思想方法
D． 猜想的思想方法
4. “慧眼”卫星是中国第一个空间天文卫星，于2018年1月正式交付使用．如图，“慧眼”卫星在轨运行时，在P、Q位置与地心距离分别为a、b，则卫星在P、Q位置所受地球的万有引力之比为(　　)
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A．a∶b
B．b∶a
C．a2∶b2
D．b2∶a2
5.地球对月球具有相当大的引力，可它们没有靠在一起，这是因为(　　)
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A． 不仅地球对月球有引力，而且月球对地球也有引力，这两个力大小相等，方向相反，互相抵消了
B． 不仅地球对月球有引力，而且太阳系中的其他星球对月球也有引力，这些力的合力为零
C． 地球对月球的引力不断改变月球的运动方向，使得月球围绕地球运动
D．地球对月球的引力还不算大
6.关于万有引力定律，下列说法正确的是(　　)
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A． 牛顿是在开普勒揭示的行星运动规律的基础上，发现了万有引力定律，因此万有引力定律仅适用于天体之间
B． 卡文迪许首先用实验比较准确地测定了引力常量G的数值
C． 两物体各自受到对方引力的大小不一定相等，质量大的物体受到的引力也大
D． 万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用