人教版高一物理必修二第六章 6．3万有引力定律（19张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高一物理必修二第六章 6．3万有引力定律（19张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 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 | 2020-04-15 15:25:07 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
6.3 万有引力定律
教学目标
教学重点
3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义
1.了解万有引力定律发现的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性
2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围
4.了解万有引力定律发现的意义，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性
万有引力定律发现的思路和过程，会用定律解决简单的问题。
教学难点
万有引力定律的适用条件
一、回顾上一节的内容
1.行星的轨道看做圆周，行星以太阳为圆心做匀速圆周运动。
2.太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力。
设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，公转周期为T。
3.引力公式的推导：
太阳与行星间的引力
这种力与太阳、地球之间的吸引力是不是同一种力呢？
二、提出新问题
是什么力使得地面上的物体不能离开地球，总要落回地面呢？
？
苹果落地、高处物体落地、月亮绕地球旋转……这些现象引起
了牛顿的沉思。
即使在最高的建筑物上和最高的山顶上，也都会感受到重力的作用，那么这个力必定延伸到远得多的地方，它会不会作用到月球上？
拉住月球使它绕地球运动的力与拉着苹果下落的力，以及太阳与地球、众行星之间的作用力也许真的是同一种力，遵循相同的规律……
喜欢思考的牛顿经常
奇思妙想
于是牛顿就做了非常著名的“月----地”检验.
牛顿根据月球的周期和轨道半径，计算出了月球绕地球做圆周运动的向心加速度大小：
物体在地球表面的加速度大小为：
三、月—地检验
m
R
r
把物体移到月球轨道的高度，其加速度大小应等于月球的向心加速度的大小a。
由于月球轨道半径约为地球半径的60倍，物体在月球高度
时的加速度大小应该大约是它在地面加速度的 ，即 。
计算结果与我们的预期符合得很好！
万有引力定律诞生
猜想原因
数学演绎得到规律
进一步猜想
猜想得到检验
更大胆的猜想
物理学中许多重大理论的发现，不是简单实验结果的总结，它需要直觉和想象力及大胆的猜想和假设，再引入合理的模型，深刻的洞察力及严谨的数学处理和逻辑思维，是一个充满艰辛和曲折的过程。
观察思考寻找规律
四、万有引力定律
1.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。
2.数学表达式：
（3）G的物理意义——两质量各为1kg的物体相距1m时万有引力的大小。
3.说明：
（1）m1和m2表示两个物体的质量，r表示它们的距离；
（2）G为引力常量，G=6.67×10－11 N·m2/kg2；
五、引力常量
亨利·卡文迪许
1731.10.10—1810.3.10
英国化学家、物理学家，实验研究持续达50年之久。
引力常量的测量——扭秤实验
实验原理： 科学方法——放大法
发现万有引力100多年以后，引力常量才被准确测定，因此卡文迪许被誉为“第一个称量地球的人”。
测定引力常量的重要意义
3．使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。
1．证明了万有引力的存在
2．开创了测量弱力的新时代
课堂小结
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。
引力常数
①适用于两个质点间的相互作用；
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
适用条件：
②对两个质量分布均匀球体也适用。
万有引力定律：
1.设两个人的质量均为m=50kg，他们相距0.5m,它们之间的万有引力是多少？
解：
练习：
注意：平时在进行受力分析时，一般不分析万有引力。
练习：
2.(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，可采用的方法( )
A. 使两物体质量各减小一半，距离保持不变。
B. 使两物体的距离增大到原来2倍，质量不变。
C. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，其余的均不变。
D. 使两物体的质量以及它们之间的距离都减小到原来的1/4。
ABC
3.某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到原来的四分之一，应把此物体置于距地面的高度为（设地球半径为R) ( )
A .R B. 2R C. 4R D. 8R
A
练习：
M
m
要使物体受到的引力减为原来的四分之一，则物体到地心的距离应增大到原来的两倍。
所以r=2R
h=R
4.引力常量为G，地球质量为M，地球可看做球体，半径为R。忽略地球的自转，则地球的表面的重力加速度大小为（ ）
A. B.
C. D.缺少条件，无法算出
C
解：
R
M
m
练习：
5.两大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）
A.2F B.4F C.8F D.16F
D
解：
4R
M
M
2R
R
m
m
练习：
问题与练习
1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时他们不会吸在一起？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。
说明;两个人相距1m时不能把人看成质点，既不能简单套用万有引力公式，因此上面的计算是一种估算。
解：假设两个人的质量都为60kg，相距1m,则他们之间的万有引力为：
这样小的力我们是无法察觉的，所以我们通常分析物体受力时不需要考虑物体间的万有引力。
2.大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系（很遗憾，在北半球看不见）。大麦哲伦云的质量为太阳质量的1010倍，即2.0×1040kg，小麦哲伦云的质量为太阳的109倍，两者相距5×104光年，求它们之间的引力。
3.一个质子由两个u夸克和一个d夸克组成，一个夸克的质量是7.1×10-30kg，求两个夸克相距1.0×10-16m时的万有引力。
6.3 万有引力定律
教学目标
教学重点
3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义
1.了解万有引力定律发现的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性
2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围
4.了解万有引力定律发现的意义，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性
万有引力定律发现的思路和过程，会用定律解决简单的问题。
教学难点
万有引力定律的适用条件
一、回顾上一节的内容
1.行星的轨道看做圆周，行星以太阳为圆心做匀速圆周运动。
2.太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力。
设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，公转周期为T。
3.引力公式的推导：
太阳与行星间的引力
这种力与太阳、地球之间的吸引力是不是同一种力呢？
二、提出新问题
是什么力使得地面上的物体不能离开地球，总要落回地面呢？
？
苹果落地、高处物体落地、月亮绕地球旋转……这些现象引起
了牛顿的沉思。
即使在最高的建筑物上和最高的山顶上，也都会感受到重力的作用，那么这个力必定延伸到远得多的地方，它会不会作用到月球上？
拉住月球使它绕地球运动的力与拉着苹果下落的力，以及太阳与地球、众行星之间的作用力也许真的是同一种力，遵循相同的规律……
喜欢思考的牛顿经常
奇思妙想
于是牛顿就做了非常著名的“月----地”检验.
牛顿根据月球的周期和轨道半径，计算出了月球绕地球做圆周运动的向心加速度大小：
物体在地球表面的加速度大小为：
三、月—地检验
m
R
r
把物体移到月球轨道的高度，其加速度大小应等于月球的向心加速度的大小a。
由于月球轨道半径约为地球半径的60倍，物体在月球高度
时的加速度大小应该大约是它在地面加速度的 ，即 。
计算结果与我们的预期符合得很好！
万有引力定律诞生
猜想原因
数学演绎得到规律
进一步猜想
猜想得到检验
更大胆的猜想
物理学中许多重大理论的发现，不是简单实验结果的总结，它需要直觉和想象力及大胆的猜想和假设，再引入合理的模型，深刻的洞察力及严谨的数学处理和逻辑思维，是一个充满艰辛和曲折的过程。
观察思考寻找规律
四、万有引力定律
1.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。
2.数学表达式：
（3）G的物理意义——两质量各为1kg的物体相距1m时万有引力的大小。
3.说明：
（1）m1和m2表示两个物体的质量，r表示它们的距离；
（2）G为引力常量，G=6.67×10－11 N·m2/kg2；
五、引力常量
亨利·卡文迪许
1731.10.10—1810.3.10
英国化学家、物理学家，实验研究持续达50年之久。
引力常量的测量——扭秤实验
实验原理： 科学方法——放大法
发现万有引力100多年以后，引力常量才被准确测定，因此卡文迪许被誉为“第一个称量地球的人”。
测定引力常量的重要意义
3．使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。
1．证明了万有引力的存在
2．开创了测量弱力的新时代
课堂小结
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。
引力常数
①适用于两个质点间的相互作用；
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
适用条件：
②对两个质量分布均匀球体也适用。
万有引力定律：
1.设两个人的质量均为m=50kg，他们相距0.5m,它们之间的万有引力是多少？
解：
练习：
注意：平时在进行受力分析时，一般不分析万有引力。
练习：
2.(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，可采用的方法( )
A. 使两物体质量各减小一半，距离保持不变。
B. 使两物体的距离增大到原来2倍，质量不变。
C. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，其余的均不变。
D. 使两物体的质量以及它们之间的距离都减小到原来的1/4。
ABC
3.某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到原来的四分之一，应把此物体置于距地面的高度为（设地球半径为R) ( )
A .R B. 2R C. 4R D. 8R
A
练习：
M
m
要使物体受到的引力减为原来的四分之一，则物体到地心的距离应增大到原来的两倍。
所以r=2R
h=R
4.引力常量为G，地球质量为M，地球可看做球体，半径为R。忽略地球的自转，则地球的表面的重力加速度大小为（ ）
A. B.
C. D.缺少条件，无法算出
C
解：
R
M
m
练习：
5.两大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）
A.2F B.4F C.8F D.16F
D
解：
4R
M
M
2R
R
m
m
练习：
问题与练习
1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时他们不会吸在一起？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。
说明;两个人相距1m时不能把人看成质点，既不能简单套用万有引力公式，因此上面的计算是一种估算。
解：假设两个人的质量都为60kg，相距1m,则他们之间的万有引力为：
这样小的力我们是无法察觉的，所以我们通常分析物体受力时不需要考虑物体间的万有引力。
2.大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系（很遗憾，在北半球看不见）。大麦哲伦云的质量为太阳质量的1010倍，即2.0×1040kg，小麦哲伦云的质量为太阳的109倍，两者相距5×104光年，求它们之间的引力。
3.一个质子由两个u夸克和一个d夸克组成，一个夸克的质量是7.1×10-30kg，求两个夸克相距1.0×10-16m时的万有引力。