高中物理必修二 万有引力定律课件30张PPT
文档属性
| 名称 | 高中物理必修二 万有引力定律课件30张PPT |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 970.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-10-19 19:18:04 | ||
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文档简介
行星绕太阳做匀速圆周运动，什么力提供向心力？
问题
伽利略
行星的运动是太阳磁力吸引的缘故，磁力与距离成反比。
行星的运动是太阳引吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。
太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。
开普勒
笛卡尔
胡克
行星运动是“惯性”自行维持的。
行星为什么这样运动的？
苹果为什么会落地，月球为什么不会飞走？
苹果为什么会落地？
月球绕地球做圆周运动，如果月球不受力，它将做直线运动，远离地球而去。
通过“月—地检验”说明：月球所受引力与地面上物体所受重力，本质上是同一种力
2
万有引力定律
苹果熟了，为什么会落到地上而不是天上？
问题1
问题2
活动一
与引力有关现象的思考
苹果树不论长得矮还是高，树上的苹果都会落地。由此可知，即使苹果长到月球那么高，照样会落地。那么，月球为何没有落地呢？
物体做匀速圆周运动的条件是什么？
问题1
问题2
活动二
万有引力定律的发现
行星为何能围绕太阳做匀速圆周运动?
问题3
开普勒第三定律的内容及表达式是什么？
把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动
近似化
设行星的质量为m，周期为T，行星与太阳中心间的距离为R，则行星绕太阳运动所需的向心力大小是多少？
探究1
太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。
探究2
设太阳的质量为M，行星对太阳的引力与哪些因素有关？
太阳和行星之间的引力也应与太阳的质量M成正比。
探究3
太阳与行星间的引力表达式如何？
写为等式，则为：
探究4
苹果树上的苹果相对地球静止，在重力的作用下，因此会落到地面；若月球相对于地球静止，月球也将像苹果一样的落回地面。假设苹果具有月球一样的运动速度，它也将像月球一样不落回地面。月球和苹果受到地球的引力是同一性质的力吗？
猜想
假定猜想成立，即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”律，则，由于月球轨道半径约为地球半径（苹果到地心的距离）的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力，比它在地面附近时受到的引力要小，前者只有后者的1/602。根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)也就应该是它在地面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的1/602。
证明
证明
验证猜想
两种计算结果一致，验证了地面上的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力。该过程即为牛顿所做的著名的“月——地”检验。
请用自己的话总结万有引力定律的内容。
问题1
活动二
万有引力定律
任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。
问题2
根据太阳与行星间引力的表达式，写出万有引力定律的表达式。
问题
万有引力定律指出，任何物体间都存在引力，为什么当我们两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算你和同桌之间的引力多大？
解：两人的质量都是60kg,相距0.5m，代入公式可得F=0.96×10—7N。可以与芝麻进行类比：一粒芝麻的质量大约是0.004kg,其重力约为4×10—5N，大约是你和和同桌间引力的40多倍。
问题3
你是如何理解万有引力的？
1．万有引力的普遍性；
2．万有引力的相互性；
3．万有引力的宏观性。
【注意】
（1）万有引力公式适应于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用
（2）r—质点间的距离（或球心距）
（3）引力常量Ｇ具有单位，其值由卡文迪许测出
万有引力定律
r
m1
m2
F
F
3.万有引力定律公式的适用条件
(1) 适用于计算两个质点间相互作用.
(2)两个质量分布均匀的球体间的相互用，可用公式计算，其中r是两个球体球心的距离。
(3)一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力,可用公式计算，其中r是球心到质点间的距离。
(4)两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,公式也近似适用，其中r是两物体中心间的距离。
问题
设想把质量为m的物体，放到地球的中心，地球的质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力是（ ）
A． B．无穷大 C．零 D．无法确定
牛顿发现万有引力定律后并不能算出两个物体之间的万有引力，大家知道这是为什么吗？
问题
引力常量是由哪位物理学家测出的，它的数值是多大？
问题1
活动三
引力常量
英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验多次进行测量，得出引力常量G=6.71×10-11N·m2/kg2，与现在公认的值6.67×10-11 N·m2/kg2非常接近。
视频：卡文迪许扭秤实验
引力常量的测定有何实际意义？
问题2
1．证明了万有引力存在的普遍性。
2．万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的天体的质量、密度等。
3．扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大，开创了测量弱力的新时代。
小结
问题1
问题2
问题3
万有引力定律是如何发现的？
万有引力定律的内容是什么？如何理解？
引力常量是哪位科学家测定的？数值是多少？
万有引力与重力关系
②重力随纬度的增大而增大。
1.在地球表面,重力只是万有引力的一个分力.
O
?
O1
F万
F向
G
万有引力与重力之间的关系
万有引力
随地球自转所需的向心力
重力
2.在粗略计算中，由于向心力不大，往往可以忽略。
故 ：重力=万有引力
①重力并不等于万有引力，且重力方向不指向地心。
3.在地球高空, (因物体不再受地球自转影响！)重力就是万有引力.
重力加速度随高度的增大而减小。
问题
伽利略
行星的运动是太阳磁力吸引的缘故，磁力与距离成反比。
行星的运动是太阳引吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。
太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。
开普勒
笛卡尔
胡克
行星运动是“惯性”自行维持的。
行星为什么这样运动的？
苹果为什么会落地，月球为什么不会飞走？
苹果为什么会落地？
月球绕地球做圆周运动，如果月球不受力，它将做直线运动，远离地球而去。
通过“月—地检验”说明：月球所受引力与地面上物体所受重力，本质上是同一种力
2
万有引力定律
苹果熟了，为什么会落到地上而不是天上？
问题1
问题2
活动一
与引力有关现象的思考
苹果树不论长得矮还是高，树上的苹果都会落地。由此可知，即使苹果长到月球那么高，照样会落地。那么，月球为何没有落地呢？
物体做匀速圆周运动的条件是什么？
问题1
问题2
活动二
万有引力定律的发现
行星为何能围绕太阳做匀速圆周运动?
问题3
开普勒第三定律的内容及表达式是什么？
把行星绕太阳运动看作匀速圆周运动
近似化
设行星的质量为m，周期为T，行星与太阳中心间的距离为R，则行星绕太阳运动所需的向心力大小是多少？
探究1
太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方。
探究2
设太阳的质量为M，行星对太阳的引力与哪些因素有关？
太阳和行星之间的引力也应与太阳的质量M成正比。
探究3
太阳与行星间的引力表达式如何？
写为等式，则为：
探究4
苹果树上的苹果相对地球静止，在重力的作用下，因此会落到地面；若月球相对于地球静止，月球也将像苹果一样的落回地面。假设苹果具有月球一样的运动速度，它也将像月球一样不落回地面。月球和苹果受到地球的引力是同一性质的力吗？
猜想
假定猜想成立，即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”律，则，由于月球轨道半径约为地球半径（苹果到地心的距离）的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力，比它在地面附近时受到的引力要小，前者只有后者的1/602。根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)也就应该是它在地面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的1/602。
证明
证明
验证猜想
两种计算结果一致，验证了地面上的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力。该过程即为牛顿所做的著名的“月——地”检验。
请用自己的话总结万有引力定律的内容。
问题1
活动二
万有引力定律
任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比。
问题2
根据太阳与行星间引力的表达式，写出万有引力定律的表达式。
问题
万有引力定律指出，任何物体间都存在引力，为什么当我们两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算你和同桌之间的引力多大？
解：两人的质量都是60kg,相距0.5m，代入公式可得F=0.96×10—7N。可以与芝麻进行类比：一粒芝麻的质量大约是0.004kg,其重力约为4×10—5N，大约是你和和同桌间引力的40多倍。
问题3
你是如何理解万有引力的？
1．万有引力的普遍性；
2．万有引力的相互性；
3．万有引力的宏观性。
【注意】
（1）万有引力公式适应于两个质点或者两个均匀球体之间的相互作用
（2）r—质点间的距离（或球心距）
（3）引力常量Ｇ具有单位，其值由卡文迪许测出
万有引力定律
r
m1
m2
F
F
3.万有引力定律公式的适用条件
(1) 适用于计算两个质点间相互作用.
(2)两个质量分布均匀的球体间的相互用，可用公式计算，其中r是两个球体球心的距离。
(3)一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力,可用公式计算，其中r是球心到质点间的距离。
(4)两个物体间的距离远大于物体本身的大小时,公式也近似适用，其中r是两物体中心间的距离。
问题
设想把质量为m的物体，放到地球的中心，地球的质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力是（ ）
A． B．无穷大 C．零 D．无法确定
牛顿发现万有引力定律后并不能算出两个物体之间的万有引力，大家知道这是为什么吗？
问题
引力常量是由哪位物理学家测出的，它的数值是多大？
问题1
活动三
引力常量
英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验多次进行测量，得出引力常量G=6.71×10-11N·m2/kg2，与现在公认的值6.67×10-11 N·m2/kg2非常接近。
视频：卡文迪许扭秤实验
引力常量的测定有何实际意义？
问题2
1．证明了万有引力存在的普遍性。
2．万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的天体的质量、密度等。
3．扭秤实验巧妙地利用等效法合理地将微小量进行放大，开创了测量弱力的新时代。
小结
问题1
问题2
问题3
万有引力定律是如何发现的？
万有引力定律的内容是什么？如何理解？
引力常量是哪位科学家测定的？数值是多少？
万有引力与重力关系
②重力随纬度的增大而增大。
1.在地球表面,重力只是万有引力的一个分力.
O
?
O1
F万
F向
G
万有引力与重力之间的关系
万有引力
随地球自转所需的向心力
重力
2.在粗略计算中，由于向心力不大，往往可以忽略。
故 ：重力=万有引力
①重力并不等于万有引力，且重力方向不指向地心。
3.在地球高空, (因物体不再受地球自转影响！)重力就是万有引力.
重力加速度随高度的增大而减小。