7.2万有引力定律 课件— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修二21张PPT
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律 课件— 2020-2021学年【新教材】人教版(2019)高中物理必修二21张PPT |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 8.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-03-20 07:14:43 | ||
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文档简介
横县百合完全中学——韦衍虎
7.2万有引力定律
问题导入
各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？
F引
匀速圆周运动
开普勒
伽利略
笛卡尔
是什么力量使行星绕太阳运动？
胡克
（牛顿的领导）
牛顿
使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力应该就是太阳对它的引力。
这个引力的表达式是怎样的呢？
一、行星与太阳间的引力
太阳
行星
r
F引
椭圆运动
匀速圆周运动
受力分析的合力=
运动分析得来的力
太阳对行星的吸引力，提供向心力。
天文观测难以直接得到行星运动的速度v，但可得到行星公转的周期T，它们之间的关系为
代入 上式可得到
由开普勒第三定律可知
于是向心力的表达式可变为
行星
太阳M
r
F引
匀速圆周运动
行星与太阳间的引力
式中量G与太阳、行星都没有关系
方向：沿着二者的连线
地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗?
牛顿的猜想：
地上的力：重力mg
天上的力：
它们是同一种力，即天上人间都一样
二、月—地检验
假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足
牛顿第二定律F=ma
月球绕地球做圆周运动的向心加速度：
同理：苹果自由落体加速度：
①
②
r
R
联立①②得：
在牛顿时代，已知自由落体加速度g为9.8 m/s2,月球中心距离地球中心的距离为3.8 ×108 m, 月球公转周期为27.3 d,约2.36×106s。根据这些数据，能否验证前面的假设？
代入数据得：
a苹=g=9.8 m/s2
①
②
联立①②得：
天上人间确实都一样
牛顿的思考
既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？
三、万有引力定律
自然界中任何两个物体都相互吸引，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。
【说明】
①G为引力常数，单位N·m2/kg2
②m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离
性质：
普遍性
、相互性
、独立性
F
E0
适用于两个质点或者两个匀质球体之间。
①对于两个质点，r指两个质点之间的距离
②对于两个匀质球体，r指两球心之间的距离
万有引力定律的适用条件
特别：当两物体距离r趋于为零时，F万并不是趋于无穷大，因为r趋于0时，万有引力公式不在适用。
r
F
r
F
例1:下面关于万有引力的说法中正确的是（ ）
A、万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间的相互作用
B、重力和万有引力是两种不同性质的力
C、两个物体间的万有引力，质量大的物体引力较大
D、当两物体间距为零时，万有引力将无穷大
A
课堂练习
解题提示：万有引力定律具有普遍性，两物体间的万有引力是作用力与反作用力，当距离很近时物体就不能当做质点。
例2:如图所示，r 虽然大于两球的半径，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
D
课堂练习
四、引力常量
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
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。
英国物理学家卡文迪许用著名的扭称实验比较准确的得出了G的数值。G通常取
人们又测量了多种物体间的引力，所得结果均相同，引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。
一个篮球的质量为0.6 kg,它所受的重力有多大？试估算操场上相距0.5 m的两个篮球之间的万有引力。
G=mg=0.6×9.8N=5.88N
r=12.3cm
根据万有引力：
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。
拓展学习
引力常量的测量
我国华中科技大学引力中心团队在引力常量的测量中作出了 突出贡献，于2018年得到了当时最精确的引力常量G的值。
科学漫步
牛顿的科学生涯
牛顿于1684年8?10月先后写了《论运动》《论物体在均匀介质中的运动》，1687年出 版了《自然哲学的数学原理》,1704年出版了《光学》，在科学方法上，他以培根的实验归纳方法为基础，又吸收了笛卡儿的数学演绎体系，形成了比较全面的科学方法。
课堂小结
自然界中任何两个物体都相互吸引，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。
①G为引力常数，单位N·m2/kg2
②m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离。
③性质：普遍性、相互性、独立性
三、万有引力定律
一、行星与太阳间的引力
二、月—地检验
四、引力常量
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
卡文迪许用著名的扭称实验比较准确的得出了G的数值：
④适用于两个质点或者两个匀质球体之间
a.对于两个质点，r指两个质点之间的距离
b.对于两个匀质球体，r指两球心之间的距离
特别：当两物体距离r趋于为零时，F万并不是趋于无穷大。因为r趋于0时，万有引力公式不在适用。
7.2万有引力定律
问题导入
各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？
F引
匀速圆周运动
开普勒
伽利略
笛卡尔
是什么力量使行星绕太阳运动？
胡克
（牛顿的领导）
牛顿
使行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力应该就是太阳对它的引力。
这个引力的表达式是怎样的呢？
一、行星与太阳间的引力
太阳
行星
r
F引
椭圆运动
匀速圆周运动
受力分析的合力=
运动分析得来的力
太阳对行星的吸引力，提供向心力。
天文观测难以直接得到行星运动的速度v，但可得到行星公转的周期T，它们之间的关系为
代入 上式可得到
由开普勒第三定律可知
于是向心力的表达式可变为
行星
太阳M
r
F引
匀速圆周运动
行星与太阳间的引力
式中量G与太阳、行星都没有关系
方向：沿着二者的连线
地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗?
牛顿的猜想：
地上的力：重力mg
天上的力：
它们是同一种力，即天上人间都一样
二、月—地检验
假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足
牛顿第二定律F=ma
月球绕地球做圆周运动的向心加速度：
同理：苹果自由落体加速度：
①
②
r
R
联立①②得：
在牛顿时代，已知自由落体加速度g为9.8 m/s2,月球中心距离地球中心的距离为3.8 ×108 m, 月球公转周期为27.3 d,约2.36×106s。根据这些数据，能否验证前面的假设？
代入数据得：
a苹=g=9.8 m/s2
①
②
联立①②得：
天上人间确实都一样
牛顿的思考
既然太阳行星间、地球月球间、地球物体间有引力，那么任何两个有质量的物体间是否也都有这样的引力呢？
三、万有引力定律
自然界中任何两个物体都相互吸引，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。
【说明】
①G为引力常数，单位N·m2/kg2
②m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离
性质：
普遍性
、相互性
、独立性
F
E0
适用于两个质点或者两个匀质球体之间。
①对于两个质点，r指两个质点之间的距离
②对于两个匀质球体，r指两球心之间的距离
万有引力定律的适用条件
特别：当两物体距离r趋于为零时，F万并不是趋于无穷大，因为r趋于0时，万有引力公式不在适用。
r
F
r
F
例1:下面关于万有引力的说法中正确的是（ ）
A、万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间的相互作用
B、重力和万有引力是两种不同性质的力
C、两个物体间的万有引力，质量大的物体引力较大
D、当两物体间距为零时，万有引力将无穷大
A
课堂练习
解题提示：万有引力定律具有普遍性，两物体间的万有引力是作用力与反作用力，当距离很近时物体就不能当做质点。
例2:如图所示，r 虽然大于两球的半径，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
D
课堂练习
四、引力常量
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
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。
英国物理学家卡文迪许用著名的扭称实验比较准确的得出了G的数值。G通常取
人们又测量了多种物体间的引力，所得结果均相同，引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。
一个篮球的质量为0.6 kg,它所受的重力有多大？试估算操场上相距0.5 m的两个篮球之间的万有引力。
G=mg=0.6×9.8N=5.88N
r=12.3cm
根据万有引力：
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。
拓展学习
引力常量的测量
我国华中科技大学引力中心团队在引力常量的测量中作出了 突出贡献，于2018年得到了当时最精确的引力常量G的值。
科学漫步
牛顿的科学生涯
牛顿于1684年8?10月先后写了《论运动》《论物体在均匀介质中的运动》，1687年出 版了《自然哲学的数学原理》,1704年出版了《光学》，在科学方法上，他以培根的实验归纳方法为基础，又吸收了笛卡儿的数学演绎体系，形成了比较全面的科学方法。
课堂小结
自然界中任何两个物体都相互吸引，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。
①G为引力常数，单位N·m2/kg2
②m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离。
③性质：普遍性、相互性、独立性
三、万有引力定律
一、行星与太阳间的引力
二、月—地检验
四、引力常量
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
卡文迪许用著名的扭称实验比较准确的得出了G的数值：
④适用于两个质点或者两个匀质球体之间
a.对于两个质点，r指两个质点之间的距离
b.对于两个匀质球体，r指两球心之间的距离
特别：当两物体距离r趋于为零时，F万并不是趋于无穷大。因为r趋于0时，万有引力公式不在适用。