万有引力定律高一上学期物理人教版2019必修第二册

7.2万有引力定律1.了解推导出太阳与行星之间引力的表达式的方法。2.了解月—地检验的内容和作用。3.理解万有引力定律的内容、含义及适用条件，应用万有引力定律解决实际问题。是什么力支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢？问题一、科学家的思考

行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。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。一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。胡克伽利略行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用，与距离成反比。开普勒笛卡尔

牛顿在前人对惯性研究的基础上，开始思考“物体怎样才会不沿直线运动”，他的回答是：以任何方式改变速度，都需要力。行星做匀速圆周运动需要指向圆心的力，这个力应该就是太阳对它的引力。二、行星与太阳间的引力问题1：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？简化问题2：行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力由什么力来提供做向心力？这个力的方向怎么样？

行星绕太阳的运动可以看做匀速圆周运动，行星做匀速圆周运动时，受到一个指向圆心（太阳）的引力，正是这个力提供了匀速圆周运动所需的向心力，由此可推知太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。太阳行星rvF向心力问题3：太阳对行星的引力提供作为向心力，那这个力大小有什么样定量关系？设太阳质量为M，行星质量为m，轨道半径为r，行星做匀速圆周运动的线速度为v，周期为T。环绕星体质量轨道半径为什么月球也不会飞离地球呢？月球和地球之间存在引力什么力使得苹果不能离开地球?地球与苹果的引力？

拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力是不是同一种力，遵循相同的规律?重力？三、月-地检验1.检验目的：地球和月球之间的吸引力是否与地球吸引苹果的力为同一种力。2.检验原理：假设是同一性质的力。根据牛顿第二定律得：苹果自由落体加速度：月球绕地球做圆周运动的向心加速度：由r＝60R得：下列是当时可以测量的数据，如何证明地球表面的物体受力满足“平方反比”的关系？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=3.84×108m计算验证：计算结果：3.数据表明，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，真的遵从相同的规律！我们的思想还可以更加解放！是否宇宙中任意两个物体之间都有这样的力呢?四、万有引力定律1.定律表述：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的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，跟它们的距离的二次方成反比。

2.表达式：（1）m1和m2表示两个物体的质量单位用千克（kg）；（2）r表示它们的距离单位用米（m）。力的单位用牛（N）（3）G是比例系数，叫作引力常量，适用于任何两个物体。自然界中任何两个物体都是互相吸引的，所以说：万有引力具有相互性、普遍性。另外万有引力还具有宏观性。(1)可视为质点的两物体间的引力；4.适用条件r指质点和球心间的距离。r(2)两质量均匀分布的球体间的引力。r指的是两球心间的距离。r(3)一质量均匀分布的球体和一质点间的引力。3.对万有引力的理解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。5.发现万有引力定律的重要意义:五、引力常量1.引力常量G的测定：卡文迪什扭秤装置卡文迪什2.引力常量单位与大小（1）单位：（2）大小：3.引力常量数值测定的意义引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。1.火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的______倍。2.在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是(

)A．研究对象的选取 B．理想化过程C．控制变量法 D．等效法D

3.一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的(

)A.0.25倍B.0.5倍C.2.0倍D.4.0倍C4．关于万有引力定律的建立，下列说法中不正确的是（）A．牛顿将天体间引力作用的规律推广到自然界中的任