高中一年级下学期物理 必修2 7.2《万有引力定律》课件

万有引力定律重庆市优质课程资源问题：?在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？一、来自科学家的思考合并趋势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。受到了来自太阳的类似于磁力的作用。开普勒类磁力一、来自科学家的思考

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。(以太）作用笛卡尔一、来自科学家的思考

行星受到了太阳对它的引力，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。F胡克哈雷一、来自科学家的思考牛顿(1643—1727)

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。一、来自科学家的思考一、来自科学家的思考建立模型太阳行星a太阳行星r简化问题1：若行星绕太阳可看作匀速圆周运动，太阳与行星间的引力是什么方向？为什么？

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。太阳与行星间的引力一、来自科学家的思考

设行星的质量为m，速度为v，行星与太阳间的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为：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

TF行星太阳MmＶ二、行星与太阳间的引力r思考2：引力大小跟什么因素有关？表达式又是怎样的？思考3：力与距离成正比吗？相距越远的物体受到的力可能越大吗？思考4：在我们学过的知识中，有描述轨道半径r与周期T之间关系的公式吗？根据开普勒第三定律变形为太阳对行星的引力即太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成正比，与r2成反比。F行星太阳MmＶr二、行星与太阳间的引力思考6：太阳对行星的作用力只跟行星的质量有关吗？还能从什么角度帮助我们向前一步？

类比法牛三问题7：F和F′是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式有什么关系？G为比例系数，与太阳、行星无关。方向：沿着太阳与行星间的连线FFʹMmＶ二、行星与太阳间的引力三、月—地检验猜想：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？1.牛顿的思考：太阳对地球的引力、地球对月球的引力，和地球对树上苹果的吸引力是同一种性质的力吗？怎么验证猜想呢？三、月—地检验若他们的引力为同一种力，其大小的表达式满足思考2：月球在这个力的作用下做什么运动？其向心加速度是怎样的？RrF三、月—地检验思考1：假设地球对月球的作用力与太阳对行星的力作用力是同一种力，其表达式是怎样的？思考3：假设地球对地面上的苹果的力也是同一种力，其表达式是怎样的？思考4：苹果在这个力的作用下做什么运动？其加速度是怎样的？思考5：若已知r=60R，则这两个加速度的比值是多少？思考6：已知自由落体加速度g＝9.8m/s2，月地中心间距r月地＝3.8×108m，月球公转周期T月＝2.36×106s，g/(a月)是多少？它与理论推导值相等吗？思考与讨论RrF三、月—地检验结论：地面物体受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵循相同的规律。三、月—地检验2.表达式：3.适用条件：（1）两质点间（两物体间距远大于物体的线度）（2）两均质球体间（r为两球球心间的距离）1.内容: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m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r

的二次方成反比。四、万有引力定律4.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两个物体之间。(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。四、万有引力定律5.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。四、万有引力定律五、引力常量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，英国物理学家卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了引力常量。1.扭秤装置把微小力通过杠杆旋转明显反映出来（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。装置的巧妙之处：两次放大及等效的思想。3.标准值：G＝6.67259×10－11N·m2/kg2，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2。五、引力常量测定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．