万有引力定律课件-高一下学期物理人教版3

第7章万有引力与宇宙航行第2节

万有引力定律1、能运用开普勒第三定律和牛顿运动定律推导行星与太阳之间作用力的表达式。2、体会从行星运动规律到万有引力定律的建立过程。3、理解万有引力定律的内容、含义及适用条件。4、认识万有引力定律的普遍性，并能用来解决实际问题。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？行星为什么会绕太阳运动？牛顿(1643—1727)英国著名的物理学家当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似的思考，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了万有引力定律.太阳行星a诱思：简化为圆周运动后，行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？为什么？简化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呢？这个力的方向怎样？1.模型建构太阳对行星的引力提供向心力，那这个力大小有什么样的定量关系？F太阳M行星mrv2.推导太阳与行星的引力F太阳M行星mv问题1天文观测难以直接得到行星运动的线速度v，但可得到行星的公转周期T，写出用公转周期T表示的向心力的表达式。问题2：不同行星的公转周期是不同的，引力跟太阳与行星间的距离关系的表达式中不应出现周期T，如何消去周期T消去T开普勒第三定律关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？rF太阳M行星mv

作用力反作用力太阳对行星的引力行星对太阳的引力牛顿第三定律

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结论:太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比太阳与行星间引力

√√√×牛顿的思考：1、地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢？2、地球表面的重力能否延伸到很远的地方，会不会作用到月球上？3、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也许真的是同一种力，遵循相同的规律1.检验目的：检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的吸引力是否为

的力。同一性质地球对月球的引力:

月球绕地球公转的加速度：1、先假定地球对月球的引力和太阳与行星间的作用力是同一种力.Rr“月——地”检验示意图地球对苹果的引力:

2、假设地球对苹果的吸引力也是同一种力苹果下落的加速度:月球轨道半径：r≈60R

r2.检验原理：在牛顿的时代，已能比较精确测定：月球与地球的距离r≈60R=3.84×108m月球公转周期T=27.3天≈2.36×106s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：实际测量计算与假设的理论推导结果一致,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3、数据计算验证1.(2023·重庆市高一期中)牛顿进行了著名的月—地检验，验证了使苹果下落的力和使月球绕地球运动的力是同一种性质的力，同样遵从“平方反比”规律。在进行月—地检验时，不需要用到的物理量是A.月球公转的周期 B.地球的半径C.地表的重力加速度 D.地球自转的周期√既然太阳与行星之间、地球与月球之间，以及地球与地面物体之间具有“与两个物体的质量成正比、与它们之间距离的二次方成反比”的吸引力，是否任意两个物体之间都有这样的力呢？

自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的

上，引力的大小与物体的

成正比、与它们之间

成反比。1.内容：

2.表达式：连线质量m1和m2的乘积距离r的二次方

m1、m2：r

：G

：两物体的质量两物体间的距离，对于质量分布均匀的球体，r为两个球心之间的距离.比例系数，叫引力常量，适用于任何物体.3.引力常量牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但没有测出引力常量G的值。英国物理学家

通过实验推算出引力常量G的值。通常取G=

N·m2/kg2。卡文迪什6.67×10-114.对万有引力定律的理解(1)普遍性：宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着相互吸引的力。(2)相互性：两个有质量的物体之间的万有引力是一对

。(3)宏观性：地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用。(4)适用范围：只适用于可以看作

的两个物体间的相互作用；若是两个均匀的球体，应是两

间的距离。作用力和反作用力质点球心我们知道，任何两个物体间一定存在万有引力，试通过计算说明万有引力的宏观性。已知一个篮球的质量为0.6kg，它所受的重力有多大？试估算操场上相距1m的两个篮球之间的万有引力。它们的万有引力和重力之比为多少？(g取10m/s2，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，计算结果均保留两位有效数字)

×√√×

例1.下列关于万有引力公式

的说法中正确的是（）

A.公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体B.当两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D.公式中万有引力常量G的值是牛顿规定的C

√3.如图所示为两个半径分别为r1=0.40m、r2=0.60m且质量分布均匀的实心球，质量分别为m1=4.0kg，m2=1.0kg，两球间距离为r0=1.0m，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，则两球间万有引力的大小为A.6.67×10-11N B.2.668×10-1