7.2.2万有引力定律课件高一下学期物理人教版

地球对月球的引力，与地球对树上苹果的吸引力是同一种性质的力吗？物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行第二节万有引力定律

新授

第二课时学习目标1.理解万有引力定律的适用范围。2.掌握万有引力恒量的测量方法，会应用万有引力定律进行计算。自学指导1（限时2分钟）1.阅读课本第50页月-地检验部分，回答一下问题：（1）月地检验是在检验什么（2）地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，月球绕地球运动的周期为27.3天，地球半径为R=6.4×106m，试利用教材提供的信息，通过计算，证明课本上提出的假设，即地球对月球的力与地球使苹果自由下落的力的是同一种力，都遵守“反平方”的规律1.（1）月地检验是在检验什么（2）地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，月球绕地球运动的周期为27.3天，地球半径为R=6.4×106m，试利用教材提供的信息，通过计算，证明课本上提出的假设，即地球对月球的力与地球使苹果自由下落的力的是同一种力，都遵守“反平方”的规律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，都遵从相同的规律（万有引力定律）。精讲点拨地球对苹果的引力:

1.先假定猜想成立─理论推导月─地检验FrOFrO地球对月球的引力:

月球绕地球公转的加速度：苹果下落的加速度:（r地=6.4×106m）在牛顿的时代，已能比较精确测定：月球与地球的距离3.8×108m月球公转周期T=27.3天地球的自由落体加速度

g=9.8m/s2求月球公转的向心加速度即月球公转轨道半径

r=3.8×108m2.实际测量FrO即结果一致！解：验证结论太阳对行星的引力地球对月球的引力地球对地面上苹果的引力是同一种性质的力，遵从相同规律“天上”的力“人间”的力是同种性质自学指导2（限时3分钟）2.阅读课本51页万有引力定律部分，明确（1）万有引力定律的适用范围是什么？（2）万有引力定律的内容是什么？写出表达式。并注明每个符号的单位和物理意义2.（1）万有引力定律的适用范围是什么？（2）万有引力定律的内容是什么？写出表达式。并注明每个符号的单位和物理意义精讲点拨任意两个物体之间都有万有引力。自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量M和m的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比，即精讲点拨m1,m2---两物体的质量，单位用千克（kg）r---两物体间的距离，单位用米（m）G---比例系数，叫引力常量

适用于任何物体，G的国际单位：

N·m2/kg2G在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力．万有引力的理解(1)普遍性：任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一。(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物体间它的存在才有宏观的物理意义。在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计。在分析地球表面物体受力时，也不考虑其他物体对它的万有引力(4)独立性：万有引力的大小只与它们的质量和距离有关，与其他的因素均无关。不管它们之间是否还有其他作用力。(1)理想情况：仅适用于两个质点间引力大小的计算4.万有引力公式的适用条件(2)实际情况：

①若两个物体间的距离远大于物体本身大小时，两个物体可近似看成质点。如：太阳与行星间地球与月球间r

为两质点间的距离rFm2m1FʹFrMmFʹr

为两天体中心的距离②质量分布均匀的两个球体，可视为质量集中于球心。rFFʹr

为两球心间的距离③质点与质量分布均匀的球体，r

为质点到球心的距离。rFm2m1Fʹ④对于地面上（或地球表面附近）的物体，可近似视为质点FrOr为地球的球半径（或物体到地心的距离）（1）当r0时,万有引力公式已不再适用，而不是引力F趋于无穷大。（2）当r∞时,F0，但仍有引力，只是很小。5.注意：自学指导3（限时3分钟）3.阅读课本52页引力常量部分，回答一下问题：（1）引力常量是由哪位物理学家测出的，它的数值是多大（2）引力常量的测定有何实际意义引力常量G的测量实验1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设想过几种测定引力常量的方法，却没有成功.其间又有一些科学家进行引力常量的测量也没有成功.3.（1）引力常量是由哪位物理学家测出的，它的数值是多大（2）引力常量的测定有何实际意义精讲点拨引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一，引力常量的精确测量对于深入研究引力相互作用规律具有重要意义。英国物理学家卡文迪什通过扭秤实验1686年牛顿发现万有引力定律后，却无法算出两个天体间的引力大小。100多年以后，1789年英国物理学家卡文迪什利用扭秤装置，第一次在实验室里对两个铅球间的引力大小

F做了精确测量和计算，比较准确地测出了引力常量G的数值。

扭称装置的巧妙之处1.扭秤装置把微小力通过杠杆旋转(力矩)明显反映出来（一次放大）；2.扭转角度（微小形变）通过光标的移动来反映（二次放大），从而确定物体间的万有引力。3.标准值：G＝6.67259×10－11N·m2/kg2，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2。实验原理:力矩平衡，即引力矩=扭转力矩测定引力常量的意义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。（卡文迪许被称为能称出地球质量的人）卡文迪什实验室课堂总结太阳与行星间的引力:万有引力的猜想：万有引力的检验：推广：万有引力定律的检验：万有引力定律的得出:“天上”的力与“人间”的力是同一种力月─地检验宇宙中一切物体间都有引力引力常量G

的测量实验当堂训练

A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C．m1

与m2

受到的引力总是大小相等的，与m1、m2

是否相等无关D．m1

与m2

受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力3、对于万有引力定律的表达式下面说法中正确的是()AC4.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.