人教版（2019）高中物理必修第二册课件+素材：7.2 万有引力定律

第七章 万有引力与宇宙航行 7.1万有引力定律 各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力。试试星星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？ 1、了解万有引力定律得出的思路和过程。 2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律的公式 3、了解卡文迪许实验装置及其原理. 4、知道引力常量的意义及其数值. 学习目标 一、行星与太阳间的引力 太阳 行星 r 太阳 行星 a 化简 1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心; 2、对某一行星来说，它绕太阳做匀速圆周运动; 3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。 模型建立 F 太阳Ｍ 行星ｍ ｒ Ｖ 太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力： 探究1: 太阳对行星的引力F 消去v 消去T F 行星 太阳 F′ 行星对太阳的引力F′跟太阳的质量m太成正比，与轨道半径r的平方成反比. 太阳对行星的引力F与受力星体的质量m成正比，与轨道半径r的平方成反比. 探究2: 行星对太阳的引力F′ 类比法 牛顿第三定律 写成等式 其中G为引力常数 行星与太阳间的引力F 已知：r月地 =3.8×108 m， T月 =27.3 天, g=9.8 m/s2, 求a月/g 证明了牛顿的说法是对的 思考：假定维持月球绕地球运动的力与使苹果下落的力是同一种力，那么，月球轨道上一个物体受到的引力，与它在地面附近时受到的引力应该有什么样的关系呢？（月球轨道半径为地球半径的60倍） 二、月—地检验 解 规律总结 太阳m1与行星m2之间的引力 地球m2与月球m3之间的引力 地球m2与物体m4之间的引力 是否任意两个物体之间都有这样的力呢？ 三、万有引力定律 内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比． 公式表示： 注：G是引力常量，适用于任何两个物体；它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． 适用条件： 　　①万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算．当两物体间的距离远远大于每个物体的尺寸时，物体可以看成质点，直接使用万有引力定律计算． 　　②当两物体是质量均匀分布的球体时，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间距离． 引力常量的测定—卡文迪许扭秤实验 1、 扭秤实验： 两次放大及等效的思想 ： 扭秤装置把微小力转变成力矩来反映（一次放大），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。 2、巧妙之处： G=6.67×10-11N•m2/kg2 想知道吗？ 1、你对两米远的他吸引力多大？设每人质量均为50kg。为什么他不像月亮围绕地球转一样围绕你转呢？ 析：由万有引力定律可知，两人间的万有引力 F = G m1 m2 /r2 =6.67×10-11×50×50÷22N =4.2×10-8N 2、假设你的质量为50kg，算算地球对你的吸引力多大？地球的质量为6×1024kg,地球半径R=6370km。你受到的重力多大？地球表面的重力加速度g=9.8m/s2。 思考：万有引力与重力之间的关系？ 析：由万有引力定律可知，你受到的万有引力 G=mg=490N 万有引力与重力之间的关系 （1）重力随纬度的增大而增大。 想一想：重力随着纬度的变化应该有什么规律呢？ 重力产生原因：它是万有引力的一个分量。 （2）重力随高度的增大而减小。 牛顿以他伟大的工作把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功地解释了天体运行规律，时至今日，数千颗人造卫星正在万有引力定律为它们“设定”的轨道上绕地球运转着。牛顿发现的万有引力定律取得了如此辉煌的成就，以至于阿波罗8号从月球返航的途中，当地面控制中心问及“是谁在驾驶”的时候，指令长这样回答“我想现在是牛顿在驾驶”。 得出万有引力定律的方法和思路 任何两物体之间都存在着相互作用的引力 万有引力的普遍性：存在于宇宙中的任何两物体之间 万有引力定律的计算只适用于两质点和两匀质球之间的相互作用 万有引力定律的发现是17世纪自然科学最伟大的成果之一 今天我们学了一些什么? 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 1.对于万有引力定律的表达式 下面说法中正确的是( ) 小试身手 相信自己一定行！认真思考喔！ AC 19 2.如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别为m1、 m2，则两球间的万有引力大小为（ ） A.