7.2 万有引力定律- 【物理优课PPT】高中物理必修第二册同步PPT课件（人教版2019）

人教版 高中物理必修第二册 授课老师：* * * 课前导入 我们的太阳系 2 知识回顾 开普勒第二定律（面积定律） 对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积; 开普勒第三定律（周期定律） 所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。 开普勒第一定律（轨道定律） 所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上; 太阳 行星 b a 3 课前导入 伽利略：一切物体都有合并的趋势。 胡克：行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与行星到太阳的距离的平方成反比。 开普勒 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。 笛卡尔 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。 4 课前导入 当年牛顿在前人研究的基础上，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。 牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家 牛顿在1676年给友人的信中写道： 如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。 5 课前导入 思考：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动的规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？ 太阳 行星 a 建立模型 6 一、太阳与行星之间的引力 7 一、太阳与行星之间的引力 太阳 行星 a 既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳的运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？ 太阳 行星 r 行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供向心力？ 这个力的方向怎么样？ 简化 8 一、太阳与行星之间的引力 太阳对行星的引力提供向心力，那这个力的大小有什么样的定量关系？ F 太阳 Ｍ 行星 ｍ ｒ v 9 一、太阳与行星之间的引力 科学探究 行星运行速度v 容易观测？ 消去v 消去T 讨论 10 一、太阳与行星之间的引力 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星到太阳的距离的二次方成反比。 请用中文描述这个关系式！ 既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力吗？它有怎么样的定量关系？ 行星 太阳 F F′ 11 一、太阳与行星之间的引力 行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与行星到太阳的距离的二次方成反比。 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星到太阳的距离的二次方成反比。 类比法 F 行星 太阳 F′ 12 一、太阳与行星之间的引力F 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？ 类比法 牛三 牛三 方向：沿着太阳与行星间的连线。 G为比例系数，与太阳、行星无关。 13 二、月－地检验 正因为这个引力使得行星不能飞离太阳。牛顿进一步推想是否也应该是地球对月球的引力使得月球不能离开地球，而围绕地球运动？ 是什么力使得地面的物体不能离开地球，总要落回地面呢？地球吸引物体的力与地球和太阳间的引力是同种性质的力吗？ “天上”的力与“人间”的是否是同一种力呢? 14 二、月－地检验 目的：地面上的重力与地吸引月球是同一性质的力吗？ 牛顿月地检验的基本思路 假定维持月球绕地球运动的力、及地面物体所受的引力和太阳与行星间的引力都遵循平方反比规律。（已知月球轨道半径是地球半径的60倍 ） （1）将苹果放在地球表面上所受引力为： （3）两者比值： （2）将苹果放在月球轨道上所受引力为： 15 二、月－地检验 （4）当时已经比较精确地测定月球与地球的距离 r＝384400km、月球的公转周期为27.3天。我们想一个可行的方法，测出月球轨道上某物体的加速度。 月球绕地球运动的力以及地面物体所受地球的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。 结 论 16 二、月－地检验 行星绕太阳公转的向心力是太阳对行星的引力 卫星绕行星公转的向心力是行星对卫星的引力 地面上物体所受重力来自地球对物体的引力 一切物体间都存在引力 17 三、万有引力定律 1、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，与他们之间距离r的二次方成反比。 2、 万有引力的表达式 注：G是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体； G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。 18 三、万有引力定律 3、理解 （1）普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间； （2）相互性：作用力和反作用力； （3）特殊性：两个物体间的万有引力与物体所在空间和其他物体无关； （4）适用性（适用范围）：只适用于两个质点间的引力。 a）两个质点间的相互作用； b