7.2万有引力定律二—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件（21页PPT）
文档属性
| 名称 | 7.2万有引力定律二—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件（21页PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-02 23:05:13 | ||
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文档简介
§7.2万有引力定律二
设 想
1、既然是太阳与行星之间的引力使得行星不能飞离太阳，那么，太阳与地球之间的吸引力与地球吸引物体的力是否是同一种力呢?
在自然界中，当以一定的初速度将物体抛出后，物体总会落到地面上。是什么原因？
2、即使在最高的建筑物上和最高的山顶上，都不会发现重力有明显的减弱，那么，这个力会不会延伸作用到月球上?拉住月球围绕地球运动？
再设 想
即：行星对卫星的作用力，与地球拉着苹果下落的力，是否是同一种力，遵循相同的规律?……
苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转……这些现象引起了牛顿的沉思。
万有引力定律的发现
牛顿的思考：
（１）“天上的力”和“人间的力”是同一种力吗？
（２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？
牛顿的猜想：
苹果与月球受到的引力可能是同一种力!
怎样根据事实来验证这一猜想呢？
证明：物体、月亮受力满足
“距离平方反比”的关系
2
r
Mm
G
F
=
2
r
M
G
a
=
F
ma
=
牛顿第二定律：
二、牛顿的月地检验
当时已知的一些量：
地表重力加速度：g = 9.8m/s2
地球半径： R = 6400×103m
月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s
月亮轨道半径： r ≈ 60R
？
计算验证：
计算结果：
2
r
M
G
a
=
牛顿再度思考：
既然太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与物体之间都有引力，那么任何两个有质量的物体之间是否也都有这样的引力呢？
牛顿继续大胆猜想，任何两个物体之间的都存在这样的引力
三、万有引力定律
其中G为引力常量，
r为两物体的中心距离。
2.表达式：
3.方向：在两个物体的连线上。
1.内容：
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
哈雷彗星
1682 年8 月出现
1758 年12 月25 日晚回归
哈雷
4.万有引力定律适用的条件
三、万有引力定律
①严格地说，万有引力定律只适用于质点间的相互作用。
②对两个质量分布均匀的球体间相互作用，也可用此定律来计算。此时，r是两个球体球心间的距离。
③对一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r为球心到质点间的距离。
④两个物体间距离远大于物体本身大小时，公式也近似适用，其中r为两物体质心间的距离．
(1)万有引力定律的发现, 是17世纪自然科学最伟大的成果之一. 把地面上物体运动的规律和天体的运动规律统一了起来。
(2)万有引力定律的发现, 对以后物理学的发展和天文学的发展具有深远的影响, 它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律。
(3)万有引力定律的发现, 解放了人们的思想，对科学文化的发展起到了积极的推动作用。
5、意义：
三、万有引力定律
牛顿的苦恼
牛顿得出了万有引力与物体质量间的关系，但却无法计算具体的大小
G的
未知
直到一百多年以后，英国物理学家卡文迪许的出现……
三、万有引力定律
6.引力常量的测量
卡文迪许
卡文迪许扭秤实验
①数值： G=6.67×10-11 Nm2/kg2
②物理含义：两个质量为1kg的物体（质点）相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11 N
三、万有引力定律
（能称出地球质量的人）
实验
思想
平衡
思想
放大
思想
转化
思想
对称
思想
减小
干扰
实验设计
杠杆平衡
光学放大
扭转形变
整个装置
玻璃罩?
具体做法
T形架
镜面反射
线度-弧度
测力-测力矩
两边对称
真空室
了解卡文迪许实验
【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？
科学方法——放大法
7.对万有引力定律的理解（找关键词）
(1)普遍性：它存在于宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其他作用力。
(2)普适性：G是一个仅和m、r、F单位选择有关，而与物体性质无关的恒量。
(3)相互性：两物体间的相互引力，是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。
(4)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，它的作用才有宏观的意义。
(5)特殊性：万有引力的大小只与它们的质量有关，与它们间的距离有关。与其他的因素均无关。
三、万有引力定律
下面请同学们粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？
只有一粒芝麻重力的几千分之一!!!
三、万有引力定律
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=1.5×1011m
F=GMm/R2
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2
=3.5×1022(N)
能拉断直径为9000km的钢柱!!!
太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N
我们感受不到太阳的引力
三、万有引力定律
万有引力定律：
自然界中任何两个物体都相互吸引，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，跟它们的距离的平方成反比。
引力常数G ＝ 6.67×10－11 N·m2／kg2
适用条件：
①适用于两个质点间的相互作用。
②对两个质量分布均匀球体也适用。
三、万有引力定律
1.关于万有引力，下列说法中正确得是：( )
A. 万有引力只有在天体之间才体现出来
B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎可以忽略
C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有力
D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近
D
2. 要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法可采用的是（ ）
A. 使两个物体质量各减小一半，距离不变
B. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变
C. 使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变
D. 距离和两物体质量都减小为原来的1/4
ABC
3. 操场两边放着半径为r1、r2，质量分别为m1、m2的篮球和足球，两者的直线间距为r，这两球间的万有引力大小为（ ）
A. B.
C. D.无法判断
C
r
4. 地球的半径为R，地球表面处物体所受的重力为mg，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（ ）
A.离地面高度 R 处为4mg
B.离地面高度 R 处为
C.离地面高度 2R 处为
D.离地面高度 处为4mg
C
设 想
1、既然是太阳与行星之间的引力使得行星不能飞离太阳，那么，太阳与地球之间的吸引力与地球吸引物体的力是否是同一种力呢?
在自然界中，当以一定的初速度将物体抛出后，物体总会落到地面上。是什么原因？
2、即使在最高的建筑物上和最高的山顶上，都不会发现重力有明显的减弱，那么，这个力会不会延伸作用到月球上?拉住月球围绕地球运动？
再设 想
即：行星对卫星的作用力，与地球拉着苹果下落的力，是否是同一种力，遵循相同的规律?……
苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转……这些现象引起了牛顿的沉思。
万有引力定律的发现
牛顿的思考：
（１）“天上的力”和“人间的力”是同一种力吗？
（２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？
牛顿的猜想：
苹果与月球受到的引力可能是同一种力!
怎样根据事实来验证这一猜想呢？
证明：物体、月亮受力满足
“距离平方反比”的关系
2
r
Mm
G
F
=
2
r
M
G
a
=
F
ma
=
牛顿第二定律：
二、牛顿的月地检验
当时已知的一些量：
地表重力加速度：g = 9.8m/s2
地球半径： R = 6400×103m
月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s
月亮轨道半径： r ≈ 60R
？
计算验证：
计算结果：
2
r
M
G
a
=
牛顿再度思考：
既然太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与物体之间都有引力，那么任何两个有质量的物体之间是否也都有这样的引力呢？
牛顿继续大胆猜想，任何两个物体之间的都存在这样的引力
三、万有引力定律
其中G为引力常量，
r为两物体的中心距离。
2.表达式：
3.方向：在两个物体的连线上。
1.内容：
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。
哈雷彗星
1682 年8 月出现
1758 年12 月25 日晚回归
哈雷
4.万有引力定律适用的条件
三、万有引力定律
①严格地说，万有引力定律只适用于质点间的相互作用。
②对两个质量分布均匀的球体间相互作用，也可用此定律来计算。此时，r是两个球体球心间的距离。
③对一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用，其中r为球心到质点间的距离。
④两个物体间距离远大于物体本身大小时，公式也近似适用，其中r为两物体质心间的距离．
(1)万有引力定律的发现, 是17世纪自然科学最伟大的成果之一. 把地面上物体运动的规律和天体的运动规律统一了起来。
(2)万有引力定律的发现, 对以后物理学的发展和天文学的发展具有深远的影响, 它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律。
(3)万有引力定律的发现, 解放了人们的思想，对科学文化的发展起到了积极的推动作用。
5、意义：
三、万有引力定律
牛顿的苦恼
牛顿得出了万有引力与物体质量间的关系，但却无法计算具体的大小
G的
未知
直到一百多年以后，英国物理学家卡文迪许的出现……
三、万有引力定律
6.引力常量的测量
卡文迪许
卡文迪许扭秤实验
①数值： G=6.67×10-11 Nm2/kg2
②物理含义：两个质量为1kg的物体（质点）相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11 N
三、万有引力定律
（能称出地球质量的人）
实验
思想
平衡
思想
放大
思想
转化
思想
对称
思想
减小
干扰
实验设计
杠杆平衡
光学放大
扭转形变
整个装置
玻璃罩?
具体做法
T形架
镜面反射
线度-弧度
测力-测力矩
两边对称
真空室
了解卡文迪许实验
【思考】对于一个十分微小的物理量该采用什么方法测量？
科学方法——放大法
7.对万有引力定律的理解（找关键词）
(1)普遍性：它存在于宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其他作用力。
(2)普适性：G是一个仅和m、r、F单位选择有关，而与物体性质无关的恒量。
(3)相互性：两物体间的相互引力，是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。
(4)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，它的作用才有宏观的意义。
(5)特殊性：万有引力的大小只与它们的质量有关，与它们间的距离有关。与其他的因素均无关。
三、万有引力定律
下面请同学们粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力？
只有一粒芝麻重力的几千分之一!!!
三、万有引力定律
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=1.5×1011m
F=GMm/R2
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2
=3.5×1022(N)
能拉断直径为9000km的钢柱!!!
太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到0.3N
我们感受不到太阳的引力
三、万有引力定律
万有引力定律：
自然界中任何两个物体都相互吸引，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，跟它们的距离的平方成反比。
引力常数G ＝ 6.67×10－11 N·m2／kg2
适用条件：
①适用于两个质点间的相互作用。
②对两个质量分布均匀球体也适用。
三、万有引力定律
1.关于万有引力，下列说法中正确得是：( )
A. 万有引力只有在天体之间才体现出来
B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎可以忽略
C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有力
D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近
D
2. 要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法可采用的是（ ）
A. 使两个物体质量各减小一半，距离不变
B. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变
C. 使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变
D. 距离和两物体质量都减小为原来的1/4
ABC
3. 操场两边放着半径为r1、r2，质量分别为m1、m2的篮球和足球，两者的直线间距为r，这两球间的万有引力大小为（ ）
A. B.
C. D.无法判断
C
r
4. 地球的半径为R，地球表面处物体所受的重力为mg，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（ ）
A.离地面高度 R 处为4mg
B.离地面高度 R 处为
C.离地面高度 2R 处为
D.离地面高度 处为4mg
C