7.2 万有引力定律（共31张ppt）
文档属性
| 名称 | 7.2 万有引力定律（共31张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 43.1MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-11 14:06:17 | ||
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文档简介
(共31张PPT)
万有引力定律
学习目标：
1.知道太阳与行星间的引力公式推导方法．
2.理解万有引力定律的含义．(重点)
3.掌握万有引力表达式的适用条件及应用．(重点、难点)
4.知道万有引力常量是重要的物理常量之一．
复习回顾
1、开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
2、开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
3、开普勒第三定律（周期定律）：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。
太阳系的行星
思考讨论
历史上对行星间力的探索
伽利略
一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
开普勒
行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用
，与距离是成反比的
笛卡尔
在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动
历史上对行星间力的探索
胡克、哈雷等人认为行星受到了太阳对它的引力，甚至证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。
哈
雷
胡
克
F
F
太阳引力
历史上对行星间力的探索
牛顿
如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
太阳对行星的引力
设行星的质量为
m，速度为
v，行星到太阳的距离为
r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力来提供，
天文观测难以直接得到行星的速度
v，但可以得到行星的公转周期
T
太阳对行星的引力
把这个结果代入向心力的表达式，整理后得到
根据开普勒第三定律
所以
太阳对行星的引力
太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。
太阳对行星的引力
其中除m、r外，其余都是常数，对任何行星来说都是相同的，因此可以说太阳对行星的引力F与行星的质量成
正比，与r2成反比，即
由牛顿第三定律相互作用力可得行星对太阳的引力也与太阳的质量M成正比，由此可得
万有引力定律
万有引力定律的内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的．两个物体间引力的方向在它们的连线上．引力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比．
其中m1、m2为两个物体的质量，r为两个物体重心的距离，G为常数（与太阳、行星都没有关系）。
引力方向：沿着两个物体重心的连线方向。
例题讲解
BD
例题讲解
例题讲解
AB
例题讲解
AD
月|地检验
地球绕着太阳运动，月球绕着地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？
月|地检验
地球对月球的力，
地球对地面上物体的力，
太阳对行星的力，
是不是同一种力呢？
学会总结很重要
正是由于牛顿对现象规律的不断探索与总结，诞生了伟大的万有引力定律。
牛顿第一定律的诞生也正是在前人伽利略的结论下总结出来的。
月|地检验
月|地检验
验证成功
这表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律！即万有引力定律。
月|地检验
通过月—地检验的验证成功，可以知道两个物体之间所受到的力是同一性质的力，牛顿根据这一情况大胆推导出了万有引力定律。
发现万有引力定律的重要意义:
揭示了地面上物体运动的规律和天体上物体的运动
遵从同一规律，让人们认识到天体上物体的运动规律也是可以认识的,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心,
对后来的物理学、天文学的发展具有深远的影响。
对万有引力定律的理解
(1)普遍性：它存在于宇宙中任何客观存在的有质量的物体之间。
(2)相互性：任何两物体间的相互引力，都是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。
(3)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天体附近的物体间，它的作用才有实际的物理意义。
(4)独立性：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。不管它们之间是否还有其他作用力。
万有引力常量
虽然通过验证得知物体受到的引力与两个物体的质量乘积成正比，与两个物体之间的距离的平方成反比，但其中还有一个系数G在当时并没能够得知，这样就无法直接算出两个物体间引力的大小了，当时的物理学家对此进行了实验探究，但都没有得出有效的数值。
1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量．
卡文迪许扭秤实验
万有引力常量
万有引力常量：
G＝6.67×10－11
N·m2/kg2
G值的物理含义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11
N。
测量G所涉及的实验思想：微小放大法
将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。
万有引力常量的重要意义
1．证明了万有引力的存在．
2．“开创了测量弱力的新时代”
（英国物理学家玻印廷语）．
3．使得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．如根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量．
例题讲解
A
例题讲解
D
例题讲解
D
例题讲解
谢谢观看，完成课后作业！
万有引力定律
学习目标：
1.知道太阳与行星间的引力公式推导方法．
2.理解万有引力定律的含义．(重点)
3.掌握万有引力表达式的适用条件及应用．(重点、难点)
4.知道万有引力常量是重要的物理常量之一．
复习回顾
1、开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳的运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
2、开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。
3、开普勒第三定律（周期定律）：所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。
太阳系的行星
思考讨论
历史上对行星间力的探索
伽利略
一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
开普勒
行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用
，与距离是成反比的
笛卡尔
在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动
历史上对行星间力的探索
胡克、哈雷等人认为行星受到了太阳对它的引力，甚至证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。
哈
雷
胡
克
F
F
太阳引力
历史上对行星间力的探索
牛顿
如果太阳和行星间的引力与距离的二次方成反比，则行星的轨迹是椭圆.并且阐述了普遍意义下的万有引力定律。
太阳对行星的引力
设行星的质量为
m，速度为
v，行星到太阳的距离为
r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力来提供，
天文观测难以直接得到行星的速度
v，但可以得到行星的公转周期
T
太阳对行星的引力
把这个结果代入向心力的表达式，整理后得到
根据开普勒第三定律
所以
太阳对行星的引力
太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比。
太阳对行星的引力
其中除m、r外，其余都是常数，对任何行星来说都是相同的，因此可以说太阳对行星的引力F与行星的质量成
正比，与r2成反比，即
由牛顿第三定律相互作用力可得行星对太阳的引力也与太阳的质量M成正比，由此可得
万有引力定律
万有引力定律的内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的．两个物体间引力的方向在它们的连线上．引力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比．
其中m1、m2为两个物体的质量，r为两个物体重心的距离，G为常数（与太阳、行星都没有关系）。
引力方向：沿着两个物体重心的连线方向。
例题讲解
BD
例题讲解
例题讲解
AB
例题讲解
AD
月|地检验
地球绕着太阳运动，月球绕着地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？
月|地检验
地球对月球的力，
地球对地面上物体的力，
太阳对行星的力，
是不是同一种力呢？
学会总结很重要
正是由于牛顿对现象规律的不断探索与总结，诞生了伟大的万有引力定律。
牛顿第一定律的诞生也正是在前人伽利略的结论下总结出来的。
月|地检验
月|地检验
验证成功
这表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律！即万有引力定律。
月|地检验
通过月—地检验的验证成功，可以知道两个物体之间所受到的力是同一性质的力，牛顿根据这一情况大胆推导出了万有引力定律。
发现万有引力定律的重要意义:
揭示了地面上物体运动的规律和天体上物体的运动
遵从同一规律，让人们认识到天体上物体的运动规律也是可以认识的,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心,
对后来的物理学、天文学的发展具有深远的影响。
对万有引力定律的理解
(1)普遍性：它存在于宇宙中任何客观存在的有质量的物体之间。
(2)相互性：任何两物体间的相互引力，都是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。
(3)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天体附近的物体间，它的作用才有实际的物理意义。
(4)独立性：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。不管它们之间是否还有其他作用力。
万有引力常量
虽然通过验证得知物体受到的引力与两个物体的质量乘积成正比，与两个物体之间的距离的平方成反比，但其中还有一个系数G在当时并没能够得知，这样就无法直接算出两个物体间引力的大小了，当时的物理学家对此进行了实验探究，但都没有得出有效的数值。
1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体间的引力大小作了精确的测量和计算，比较准确地测出了引力常量．
卡文迪许扭秤实验
万有引力常量
万有引力常量：
G＝6.67×10－11
N·m2/kg2
G值的物理含义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.67×10-11
N。
测量G所涉及的实验思想：微小放大法
将不易观察的微小变化量，转化为容易观察的显著变化量，再根据显著变化量与微小量的关系，算出微小变化量。
万有引力常量的重要意义
1．证明了万有引力的存在．
2．“开创了测量弱力的新时代”
（英国物理学家玻印廷语）．
3．使得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．如根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量．
例题讲解
A
例题讲解
D
例题讲解
D
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谢谢观看，完成课后作业！