新人教版高一必修2物理6.3-万有引力定律(23张PPT)
文档属性
| 名称 | 新人教版高一必修2物理6.3-万有引力定律(23张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 800.0KB | ||
| 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 | 2020-10-14 21:57:02 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第三节
万有引力定律
学习目标：
1.了解牛顿“月--地检验”的理论推导过程，体会物理研究中猜想与验证的魅力．
2.理解万有引力定律并掌握其适用条件．
3.了解引力常量的测量及意义．
行星绕太阳做圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供
牛顿进一步推想
月球绕地球运动的向心力应该也是由地球对月球的引力提供
地球吸引月球和吸引苹果是不是同种性质的力呢？
高山上抛苹果，如果水平抛出的速度足够大，苹果就不会落回地面，而是绕地球做圆周运动，这样苹果和月球的运动不就是一样的吗？
回顾：
牛顿经过认真的思考，认为地面上物体的自由下落与天空中月亮围绕地球转的道理是相同的，都是由于地球对它们有引力作用。
一、
月球轨道r=60R
假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从平方反比定律,则:
行星绕太阳公转的向心力是太阳对行星的引力
一切物体间都存在引力
卫星绕行星公转的向心力是行星对卫星的引力
地面上物体所受重力来自地球对物体的引力
物
牛顿在前人研究成果的基础上，凭借他超凡的数学能力发现了万有引力定律，比较完美的给出了天体的运动规律。
二、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.
表达式：
G的单位：
3.
公式适用条件：
①质点间的引力：即两物体的形状和大小对它们之间的距离而言,影响很小,可以忽略不计.
②两质量分布均匀的球体之间的引力，也可用上述公式计算，且r为两球心间距离；
m1
m2
r
问题：若两物体不能看做质点，如何求它们之间的万有引力？
用微积分法
4.
理解：
普遍性
相互性
互不干扰
1789年，英国物理学家卡文迪许在实验室测出了引力常量kg2
G=6.67×10-11N·m2/kg2
四、万有引力定律发现的意义
1.第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律
2.使人们建立了信心：人们有能力理解天地间各种事物
1.如图所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为（
）
r1
r
r2
A.
B.
C.
D.
D
当堂训练
A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的。
B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大。
C．m1与m2受到的引力总是大小相等的，与m1、m2是否相等无关。
D．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力。
2.
（双选）对于万有引力定律的表达式
F=G
下面说法中正确的是(
)
AC
思考与讨论
◆
我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？
假设质量均为60千克的两位同学，相距1米，他们之间的相互作用的万有引力多大？
F=Gm1m2/r2
=6.67×10-11×60×60/12
=2.4×10-7(N)
2.4×10-7N是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。
◆
那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=6.0×1024kg，日地之间的距离为R=1.5×1011km
F=GMm/R2
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1014)2
=3.5×1016(N)
3.5×1016N非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。
而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。
例一、求赤道上质量为1kg的物体的重力，求所需向心力和它与地球间的万有引力。（赤道上的重力加速度g=9.78m/s2，地球半径R=6400km）
答案：9.78N
0.034N
9.814N
R
M
G
θ
m
ω
r
F
n
F引
五、重力与万有引力的关系
1、地球上的物体
F
F向
G
2、地球的卫星
GM
g=
——
R2
重力就是万有引力
GM
g’=
——
(R+H)2
重力只是万有引力的一个分力，只有在计算要求不高或近似计算时才可以认为重力等于万有引力
例二、地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地面球表面的高度为：
（
）
A．（√２ —1）R B．R
C．√２
R
D．2R
A
例三、月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/3.8，在距月球表面14m高处，有一质量m=60kg的物体自由下落。
（1
)它落到月球表面需要多少时间？
（2
)它在月球上的重力和质量跟在地球上是否相同？（已知地球表面的重力加速度g地=9.8
m/s2）
答案：4s
在月球104.4N
地球588N
半径为R，质量为M的均匀球体，在其内部挖去一个半径为R/2的小球，在距离大球圆心为L处有一个质量为为m的小球，求此两个球体之间的万有引力。
化不规则为规则——先补后割（或先割后补）,等效处理
1.万有引力定律
（1）内容
（2）表达式
（3）适用条件：质点
均匀球体之间
2.万有引力与重力的关系
（1）南北极
（2）赤道
忽略地球自转影响，在地球表面F万≈G
【小
结】
第三节
万有引力定律
学习目标：
1.了解牛顿“月--地检验”的理论推导过程，体会物理研究中猜想与验证的魅力．
2.理解万有引力定律并掌握其适用条件．
3.了解引力常量的测量及意义．
行星绕太阳做圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供
牛顿进一步推想
月球绕地球运动的向心力应该也是由地球对月球的引力提供
地球吸引月球和吸引苹果是不是同种性质的力呢？
高山上抛苹果，如果水平抛出的速度足够大，苹果就不会落回地面，而是绕地球做圆周运动，这样苹果和月球的运动不就是一样的吗？
回顾：
牛顿经过认真的思考，认为地面上物体的自由下落与天空中月亮围绕地球转的道理是相同的，都是由于地球对它们有引力作用。
一、
月球轨道r=60R
假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从平方反比定律,则:
行星绕太阳公转的向心力是太阳对行星的引力
一切物体间都存在引力
卫星绕行星公转的向心力是行星对卫星的引力
地面上物体所受重力来自地球对物体的引力
物
牛顿在前人研究成果的基础上，凭借他超凡的数学能力发现了万有引力定律，比较完美的给出了天体的运动规律。
二、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.
表达式：
G的单位：
3.
公式适用条件：
①质点间的引力：即两物体的形状和大小对它们之间的距离而言,影响很小,可以忽略不计.
②两质量分布均匀的球体之间的引力，也可用上述公式计算，且r为两球心间距离；
m1
m2
r
问题：若两物体不能看做质点，如何求它们之间的万有引力？
用微积分法
4.
理解：
普遍性
相互性
互不干扰
1789年，英国物理学家卡文迪许在实验室测出了引力常量kg2
G=6.67×10-11N·m2/kg2
四、万有引力定律发现的意义
1.第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律
2.使人们建立了信心：人们有能力理解天地间各种事物
1.如图所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为（
）
r1
r
r2
A.
B.
C.
D.
D
当堂训练
A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的。
B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大。
C．m1与m2受到的引力总是大小相等的，与m1、m2是否相等无关。
D．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力。
2.
（双选）对于万有引力定律的表达式
F=G
下面说法中正确的是(
)
AC
思考与讨论
◆
我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？
假设质量均为60千克的两位同学，相距1米，他们之间的相互作用的万有引力多大？
F=Gm1m2/r2
=6.67×10-11×60×60/12
=2.4×10-7(N)
2.4×10-7N是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。
◆
那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=6.0×1024kg，日地之间的距离为R=1.5×1011km
F=GMm/R2
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1014)2
=3.5×1016(N)
3.5×1016N非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。
而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。
例一、求赤道上质量为1kg的物体的重力，求所需向心力和它与地球间的万有引力。（赤道上的重力加速度g=9.78m/s2，地球半径R=6400km）
答案：9.78N
0.034N
9.814N
R
M
G
θ
m
ω
r
F
n
F引
五、重力与万有引力的关系
1、地球上的物体
F
F向
G
2、地球的卫星
GM
g=
——
R2
重力就是万有引力
GM
g’=
——
(R+H)2
重力只是万有引力的一个分力，只有在计算要求不高或近似计算时才可以认为重力等于万有引力
例二、地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地面球表面的高度为：
（
）
A．（√２ —1）R B．R
C．√２
R
D．2R
A
例三、月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/3.8，在距月球表面14m高处，有一质量m=60kg的物体自由下落。
（1
)它落到月球表面需要多少时间？
（2
)它在月球上的重力和质量跟在地球上是否相同？（已知地球表面的重力加速度g地=9.8
m/s2）
答案：4s
在月球104.4N
地球588N
半径为R，质量为M的均匀球体，在其内部挖去一个半径为R/2的小球，在距离大球圆心为L处有一个质量为为m的小球，求此两个球体之间的万有引力。
化不规则为规则——先补后割（或先割后补）,等效处理
1.万有引力定律
（1）内容
（2）表达式
（3）适用条件：质点
均匀球体之间
2.万有引力与重力的关系
（1）南北极
（2）赤道
忽略地球自转影响，在地球表面F万≈G
【小
结】