7.2 万有引力定律 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册(共29张PPT)
文档属性
| 名称 | 7.2 万有引力定律 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册(共29张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-22 10:26:46 | ||
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文档简介
(共29张PPT)
7.2 万有引力定律
人教版高中物理必修二
前情回顾：
椭圆轨道，焦点为太阳
相等时间，面积相等
= k
寻找普适的规律
（统一美的追寻）
物理学术交流群
伽利略
行星在做天然的惯性运动，这种运动不需要力来维系。
物理大神
笛卡尔
我提出了一个“漩涡理论”，你们快去看看。
开普勒
我感觉行星之间存在动力学关系。
三好学生
是因为受到了太阳对它的引力，且F与r的二次方成反比
学习委员
数学学霸
胡克
自然和自然规律，
隐藏在黑暗之中，
上帝说：让牛顿出生吧！
于是一切显现光明。
——蒲伯
怎样物体才能不做直线运动？
运动和力的关系
v
结合圆周运动的知识尝试推导太阳对行星的引力公式
M
m
椭圆轨道
圆轨道
a
r
匀速
1.若将行星绕太阳的运动看作匀速圆周运动，引力的方向？
2.引力大小与什么因素有关？
3.如何利用已知的物理规律对公式进行处理？
v
向心力
很难得到
不同
F
行星运动的向心力为
探索更简洁的向心力表达式
根据开普勒第三定律
代入上式中得
太阳对行星的引力：
太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。
行星与太阳间的引力
《论运动》：1.行星绕太阳运动的轨道是严格的椭圆运动
2.太阳有引力，其他物体并没有引力
行星对太阳？
在引力的存在与性质上，行星和太阳的地位完全相当
v
F
F’
太阳对行星
m为行星质量
M为太阳质量
r为行星与太阳间距离
这必定有原因！
多样性中的统一性
寻寻觅觅
？
落下
不落下
假设1：地球对月球的作用力与太阳行星的作用力是同种力
假设2：地球对地面上苹果的力也是同一种力
R
r
与半径的平方成反比
=a月
a苹=
60：1
3600
遵循平方反比定律
同种力！！
《论运动》：1.行星绕太阳运动的轨道是严格的椭圆运动
2.太阳有引力，其他物体并没有引力
《论运动》（修改稿）：只有承认行星彼此之间也有引力
作用，才能精确说明行星运动
非太阳专有
“万有”引力
万有引力定律
(Law of universal gravitation )
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在他们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与他们之间距离r的二次方成反比。
例题1：（多选）根据开普勒行星运动定律和圆周运动的知识：太阳对行星的引力 ，行星对太阳的引力 ，其中M、m、r分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离，下列说法正确的是（ ）
A、由 和 ，得F:F'=m:M
B、F和F'大小相等，是作用力与反作用力
C、F和F'大小相等，是同一个力
D、太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
BD
观看实验视频和书本资料，
了解并尝试描述卡文迪许的扭秤实验
1.实验目的
2.实验原理
3.实验方法
4.数据处理
5.实验结论
万有引力常量：
G＝6.67×10－11 N·m2/kg2
G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。
测量G所涉及的实验思想：微小放大法
将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。
“万有”意味着？
r=10m
m=100kg
为什么不行？
m=100kg
啥都感觉不到啊！
质点
两个严峻的考验？
到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七颗行星 —— 天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。
天王星
疑问：是天文观测数据不准确？是万有引力定律的准确性有问题？还是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？
天王星
发现未知—海王星
笔尖下发现的行星
英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846 年 9 月 23 日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”——海王星。
(英)亚当斯 (法)勒维耶
发现未知天体
理论轨道
实际轨道
海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维耶列的方法预言另一颗行星的存在。
在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗行星——冥王星。
发现未知天体
解释已知—哈雷彗星
扫帚星
大灾大难出现的征兆
1531年
1607年
1682年
1337年
1698年
时间轴
哈雷依据万有引力定律发现 1531 年、1607 年和 1682 年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言这三次出现的彗星是同一颗，周期约为 76 年，并预言它将于 1758 年底或 1759 年初再次回归。
1531年
1607年
1682年
1337年
1698年
时间轴
万有引力定律的支持
1759 年 3 月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是 1986 年，它的下次回归将在2061年左右。
潮汐现象
牛顿还用月球和太阳的万有引力解释了潮汐现象，用万有引力定律和其他力学定律，推测地球呈赤道处略为隆起的扁平形状。
还有……
7.2 万有引力定律
人教版高中物理必修二
前情回顾：
椭圆轨道，焦点为太阳
相等时间，面积相等
= k
寻找普适的规律
（统一美的追寻）
物理学术交流群
伽利略
行星在做天然的惯性运动，这种运动不需要力来维系。
物理大神
笛卡尔
我提出了一个“漩涡理论”，你们快去看看。
开普勒
我感觉行星之间存在动力学关系。
三好学生
是因为受到了太阳对它的引力，且F与r的二次方成反比
学习委员
数学学霸
胡克
自然和自然规律，
隐藏在黑暗之中，
上帝说：让牛顿出生吧！
于是一切显现光明。
——蒲伯
怎样物体才能不做直线运动？
运动和力的关系
v
结合圆周运动的知识尝试推导太阳对行星的引力公式
M
m
椭圆轨道
圆轨道
a
r
匀速
1.若将行星绕太阳的运动看作匀速圆周运动，引力的方向？
2.引力大小与什么因素有关？
3.如何利用已知的物理规律对公式进行处理？
v
向心力
很难得到
不同
F
行星运动的向心力为
探索更简洁的向心力表达式
根据开普勒第三定律
代入上式中得
太阳对行星的引力：
太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。
行星与太阳间的引力
《论运动》：1.行星绕太阳运动的轨道是严格的椭圆运动
2.太阳有引力，其他物体并没有引力
行星对太阳？
在引力的存在与性质上，行星和太阳的地位完全相当
v
F
F’
太阳对行星
m为行星质量
M为太阳质量
r为行星与太阳间距离
这必定有原因！
多样性中的统一性
寻寻觅觅
？
落下
不落下
假设1：地球对月球的作用力与太阳行星的作用力是同种力
假设2：地球对地面上苹果的力也是同一种力
R
r
与半径的平方成反比
=a月
a苹=
60：1
3600
遵循平方反比定律
同种力！！
《论运动》：1.行星绕太阳运动的轨道是严格的椭圆运动
2.太阳有引力，其他物体并没有引力
《论运动》（修改稿）：只有承认行星彼此之间也有引力
作用，才能精确说明行星运动
非太阳专有
“万有”引力
万有引力定律
(Law of universal gravitation )
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在他们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与他们之间距离r的二次方成反比。
例题1：（多选）根据开普勒行星运动定律和圆周运动的知识：太阳对行星的引力 ，行星对太阳的引力 ，其中M、m、r分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离，下列说法正确的是（ ）
A、由 和 ，得F:F'=m:M
B、F和F'大小相等，是作用力与反作用力
C、F和F'大小相等，是同一个力
D、太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
BD
观看实验视频和书本资料，
了解并尝试描述卡文迪许的扭秤实验
1.实验目的
2.实验原理
3.实验方法
4.数据处理
5.实验结论
万有引力常量：
G＝6.67×10－11 N·m2/kg2
G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。
测量G所涉及的实验思想：微小放大法
将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。
“万有”意味着？
r=10m
m=100kg
为什么不行？
m=100kg
啥都感觉不到啊！
质点
两个严峻的考验？
到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星，其中1781年发现的第七颗行星 —— 天王星的运动轨道有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差。
天王星
疑问：是天文观测数据不准确？是万有引力定律的准确性有问题？还是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？
天王星
发现未知—海王星
笔尖下发现的行星
英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846 年 9 月 23 日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”——海王星。
(英)亚当斯 (法)勒维耶
发现未知天体
理论轨道
实际轨道
海王星发现之后，人们发现它的轨道也与理论计算的不一致。于是几位学者用亚当斯和勒维耶列的方法预言另一颗行星的存在。
在预言提出之后，1930年3月14日，汤博发现了这颗行星——冥王星。
发现未知天体
解释已知—哈雷彗星
扫帚星
大灾大难出现的征兆
1531年
1607年
1682年
1337年
1698年
时间轴
哈雷依据万有引力定律发现 1531 年、1607 年和 1682 年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言这三次出现的彗星是同一颗，周期约为 76 年，并预言它将于 1758 年底或 1759 年初再次回归。
1531年
1607年
1682年
1337年
1698年
时间轴
万有引力定律的支持
1759 年 3 月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是 1986 年，它的下次回归将在2061年左右。
潮汐现象
牛顿还用月球和太阳的万有引力解释了潮汐现象，用万有引力定律和其他力学定律，推测地球呈赤道处略为隆起的扁平形状。
还有……