物理人教版（2019）必修第二册7.2万有引力定律 课件（共38张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册7.2万有引力定律 课件（共38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 | 2024-04-07 12:13:04 | ||
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文档简介
(共38张PPT)
二、 万有引力定律
第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
开普勒行星运动定律
复习:
开普勒行星运动定律
第二定律：对任意一个行星来说，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
第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
即
开普勒行星运动定律
太阳坐在它的皇位上，管理着围绕它的一切星球。
—哥白尼
开普勒定律发现以后,人们开始深入思考:
是什么原因使行星绕太阳的运动呢？
思考
我们将追寻历史的足迹……
人类对行星运动规律原因认识的过程
17世纪前：行星理所应当的做这种完美的圆周运动
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
人类对行星运动规律原因认识的过程
开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用。
笛卡儿：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。
人类对行星运动规律原因认识的过程
胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。
人类对行星运动规律原因认识的过程
哈雷
牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
人类对行星运动规律原因认识的过程
牛顿
我们将追寻牛顿的足迹……
一、太阳对行星的引力
由于行星运动的椭圆轨道很接近于圆形轨道，所以我们把它理想化为一个圆形轨道，这样就简化了问题，易于我们在现有认知水平上来接受。
1.设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力来提供
2、天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T
一、太阳对行星的引力
导出：
一、太阳对行星的引力
3、不同行星的公转周期是不同的，F跟r关系的表达式中不应出现周期T，所以设法消去上式中的T。为此我们把开普勒第三定律变形为
导出
4、在上式中可以看到，等号右边除了m、r以外，其余的都是常量，对任何行星来说都是相同的。所以：
一、太阳对行星的引力
F∝
结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。
二、行星对太阳的引力
F∝
行星是受力星体，因而可以说上述引力与受力星体的质量成正比
根据牛顿第三定律，太阳吸引行星，行星也必然吸引太阳，对太阳的引力F/来说，太阳是受力星体，因此：
三、太阳与行星间的引力
F∝
概括起来有
三、太阳与行星间的引力
则太阳与行星间的引力大小为
G比例系数，与太阳、行星的质量无关
方向：沿着太阳和行星的连线
至此，牛顿一直是在已有的观测结果和理论引导下进行推测和分析，观测结果仅对“行星绕太阳运动”成立，这还不是万有引力定律。地球对苹果的引力地球对月球的引力？问题：牛顿是怎样把天体间的引力与地球对地面附近物体的引力统一起来证明它们遵循相同的规律进而得到万有引力的？著名的月地检验月—地 检验
假设“天上”的力与“人间”的力是同一种性质的力，已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T=27.3天，轨道半径r是地球半径R的60倍。
证明 理论推导=实际测量
则他们是同一种性质的力
四、万有引力定律1、定律表述：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比.2、适用条件：⑴万有引力只适用于质点间引力大小的计算，当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用万有引力计算。⑵当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可由公式直接计算，但式中的r是两球心间的距离。⑶当研究物体不能看成质点时，可把物体假想分割成无数个质点，求出一个物体上每个质点与另一物体上每一个质点的万有引力然后求合力。(1)引力常量适用于任何两个物体(2)意义：在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力。3、G:引力常量6.67×10-11N·m2/kg2两个质量各为50kg的人，相距1m时，估算他们之间相互的引力多大？？五、引力常量的测量1.1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功.2.其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功.3.直到1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量．G值的测量：卡文迪许扭秤实验1.卡文迪许扭称的测量方法rFrFmm mm 扭秤实验的物理思想和科学方法：扭秤装置把微小力转变成力矩来反映，扭转角度又通过光标的移动来反映．从而确定物体间的万有引力．rFrFmm mm ？分析扭秤实验装置测量G的原理和实验装置设计的巧妙之处 ？2.测定引力常量的重要意义1．证明了万有引力的存在．2．“开创了测量弱力的新时代”（英国物理学家玻印廷语）．3．使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等．如根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量．3、万有引力定律的进一步理解1．普遍性：万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体（大到天体小到微观粒子）间的相互吸引力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一．2．相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力，符合牛顿第三定律．3．宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义．在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计．月球绕地球的公转周期27.3天，轨道半径3.84×105km，地球表面的物体受到地球的引力可近似认为等于物体的重力，物体的重力加速度为9.8m/s2.地球的半径为月球绕地球运转半径的？1.月球绕地球做圆周运动的加速度是多少？月球绕地球的公转周期27.3天及轨道半径3.84×105km，地球表面的物体受到地球的引力可近似认为等于物体的重力，物体的重力加速度为9.8m/s2.地球的半径为月球绕地球运转半径的？2.如果两力都遵循相同规律，请根据牛顿第二定律写出它们加速度表达式，加速度之比应是多大？ 如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星，我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？
说一说
小结
通过本节课学习我们知道：
1、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成正比，与太阳到行星间的距离r的二次方成反比
2、行星对太阳的引力：与太阳的质量M成正比，与行星到太阳的距离r的二次方成反比
3、太阳与行星间的引力：与太阳的质量M、行星的质量m成正比，与两者距离的二次方成反比
二、 万有引力定律
第一定律：所有行星绕太阳的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
开普勒行星运动定律
复习:
开普勒行星运动定律
第二定律：对任意一个行星来说，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
第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
即
开普勒行星运动定律
太阳坐在它的皇位上，管理着围绕它的一切星球。
—哥白尼
开普勒定律发现以后,人们开始深入思考:
是什么原因使行星绕太阳的运动呢？
思考
我们将追寻历史的足迹……
人类对行星运动规律原因认识的过程
17世纪前：行星理所应当的做这种完美的圆周运动
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
人类对行星运动规律原因认识的过程
开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用。
笛卡儿：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。
人类对行星运动规律原因认识的过程
胡克、哈雷等:受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。
人类对行星运动规律原因认识的过程
哈雷
牛顿：在前人研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明了：如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
人类对行星运动规律原因认识的过程
牛顿
我们将追寻牛顿的足迹……
一、太阳对行星的引力
由于行星运动的椭圆轨道很接近于圆形轨道，所以我们把它理想化为一个圆形轨道，这样就简化了问题，易于我们在现有认知水平上来接受。
1.设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力来提供
2、天文观测难以直接得到行星的速度v，但可以得到行星的公转周期T
一、太阳对行星的引力
导出：
一、太阳对行星的引力
3、不同行星的公转周期是不同的，F跟r关系的表达式中不应出现周期T，所以设法消去上式中的T。为此我们把开普勒第三定律变形为
导出
4、在上式中可以看到，等号右边除了m、r以外，其余的都是常量，对任何行星来说都是相同的。所以：
一、太阳对行星的引力
F∝
结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。
二、行星对太阳的引力
F∝
行星是受力星体，因而可以说上述引力与受力星体的质量成正比
根据牛顿第三定律，太阳吸引行星，行星也必然吸引太阳，对太阳的引力F/来说，太阳是受力星体，因此：
三、太阳与行星间的引力
F∝
概括起来有
三、太阳与行星间的引力
则太阳与行星间的引力大小为
G比例系数，与太阳、行星的质量无关
方向：沿着太阳和行星的连线
至此，牛顿一直是在已有的观测结果和理论引导下进行推测和分析，观测结果仅对“行星绕太阳运动”成立，这还不是万有引力定律。地球对苹果的引力地球对月球的引力？问题：牛顿是怎样把天体间的引力与地球对地面附近物体的引力统一起来证明它们遵循相同的规律进而得到万有引力的？著名的月地检验月—地 检验
假设“天上”的力与“人间”的力是同一种性质的力，已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T=27.3天，轨道半径r是地球半径R的60倍。
证明 理论推导=实际测量
则他们是同一种性质的力
四、万有引力定律1、定律表述：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比.2、适用条件：⑴万有引力只适用于质点间引力大小的计算，当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用万有引力计算。⑵当两物体是质量分布均匀的球体时，它们间的引力也可由公式直接计算，但式中的r是两球心间的距离。⑶当研究物体不能看成质点时，可把物体假想分割成无数个质点，求出一个物体上每个质点与另一物体上每一个质点的万有引力然后求合力。(1)引力常量适用于任何两个物体(2)意义：在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力。3、G:引力常量6.67×10-11N·m2/kg2两个质量各为50kg的人，相距1m时，估算他们之间相互的引力多大？？五、引力常量的测量1.1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功.2.其间又有科学家进行引力常量的测量也没有成功.3.直到1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量．G值的测量：卡文迪许扭秤实验1.卡文迪许扭称的测量方法rFrFmm mm 扭秤实验的物理思想和科学方法：扭秤装置把微小力转变成力矩来反映，扭转角度又通过光标的移动来反映．从而确定物体间的万有引力．rFrFmm mm ？分析扭秤实验装置测量G的原理和实验装置设计的巧妙之处 ？2.测定引力常量的重要意义1．证明了万有引力的存在．2．“开创了测量弱力的新时代”（英国物理学家玻印廷语）．3．使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等．如根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量．3、万有引力定律的进一步理解1．普遍性：万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体（大到天体小到微观粒子）间的相互吸引力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一．2．相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力，符合牛顿第三定律．3．宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义．在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计．月球绕地球的公转周期27.3天，轨道半径3.84×105km，地球表面的物体受到地球的引力可近似认为等于物体的重力，物体的重力加速度为9.8m/s2.地球的半径为月球绕地球运转半径的？1.月球绕地球做圆周运动的加速度是多少？月球绕地球的公转周期27.3天及轨道半径3.84×105km，地球表面的物体受到地球的引力可近似认为等于物体的重力，物体的重力加速度为9.8m/s2.地球的半径为月球绕地球运转半径的？2.如果两力都遵循相同规律，请根据牛顿第二定律写出它们加速度表达式，加速度之比应是多大？ 如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星，我们需要观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？
说一说
小结
通过本节课学习我们知道：
1、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成正比，与太阳到行星间的距离r的二次方成反比
2、行星对太阳的引力：与太阳的质量M成正比，与行星到太阳的距离r的二次方成反比
3、太阳与行星间的引力：与太阳的质量M、行星的质量m成正比，与两者距离的二次方成反比