7.2万有引力定律 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

2 万有引力定律 第七章 万有引力与宇宙航行 导入新课 开普勒为我们描绘了太阳系中行星围绕太阳运动的场景，你是否进一步思考过：地球、 木星等行星都有自己的卫星。 卫星围绕行星运动的规律与 行星围绕太阳运动的规律相 同吗？ 一、行星与太阳间的引力 1、为什么行星会按照开普勒定律所揭示的规律运行呢？在这个规律发现过程中，哪些科学家付出了贡献。 ☆交流讨论 受到吸引力的作用 伽利略、开普勒、笛卡尔、胡克 牛顿 没有建立运动和力的概念，无法深入探究 建立运动和力的概念 2、 行星围绕太阳的运动可以近似认为是匀速圆周运动。做圆周运动的物体需要有力提供向心力，那么行星运动的向心力是由什么力提供的呢？这个力有什么特点呢？ 一、行星与太阳间的引力 太阳对卫星吸引力提供；方向指向焦点或圆心 3、用学过的牛顿动力学的观点，分析行星运动所需的向心力及其特点 ☆交流讨论 （1）将行星围绕太阳运动简化为圆周运动模型，写出行星围绕太阳运动时所需要的向心力（用周期表示） 一、行星与太阳间的引力 （2）根据开普勒第三定律将周期代换，能得到向心力表达的什么形式？ 一、行星与太阳间的引力 3、用学过的牛顿动力学的观点，分析行星运动所需的向心力及其特点 ☆交流讨论 （3）分析此表达式，你能发现这个力有什么特点？ 常数 与行星太阳距离平方成反比 与行星质量成正比 一、行星与太阳间的引力 3、用学过的牛顿动力学的观点，分析行星运动所需的向心力及其特点 ☆交流讨论 （4）如果这个规律是普遍适用的，根据牛顿定律，又能得到什么结论？ 如果上述结论是普遍适用的，说明天体之 间的引力与被吸引物体的质量成正比。力 的作用是相互的，如果太阳对行星有力， 行星一定对太阳有一个相同大小、相同性质的力，此时太阳是被吸引物体，因此这个力的大小一定也与太阳的质量成正比。 一、行星与太阳间的引力 3、用学过的牛顿动力学的观点，分析行星运动所需的向心力及其特点 ☆交流讨论 行星与太阳之间存在引力 ☆梳理深化 m为行星的质量，M为太阳质量，r为行星与太阳的距离 写成等式就是 G 是比例常数，与太阳、行星都没有关系。太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。 一、行星与太阳间的引力 ☆巩固提升 例1、地球在近日点距离太阳约为1.47亿千米，远日点距离太阳约为1.52亿千米，试估算地球在近日点和远日点所受引力的大小比值。 一、行星与太阳间的引力 ☆情境导入 行星与太阳之间的引力规律适用于其他天体吗？ 如果地球吸引月球的力也满足相同的规律，根据生活经验我们可知地球同样会吸引苹果落回地面。这两种引力是同一种力吗？该如何检验？ 二、月—地检验及万有引力 ☆交流讨论 二、月—地检验及万有引力定律 E M 1、如果地球对月球的吸引满足行星太阳引力相同的规律，那地球对月球的引力应该怎样表示？月球的向心加速度应该为多大？ 二、月—地检验及万有引力定律 E M 2、如果地球对苹果的吸引满足行星太阳引力相同的规律，那地球对苹果的引力应该怎样表示？苹果落向地面的加速度应该为多大？ 二、月—地检验及万有引力定律 E M 3、根据以上分析和给出的数据，如何验证地球对月球的吸引和地球对苹果的吸引是同一种规律的力？ 如果两种力是同一种规律的力，根据以上分析： 二、月—地检验及万有引力定律 E M 地球表面重力加速度 月球公转周期 月球与地球距离 地球半径 9.8m/s2 27天 3.84×105km 6400km 3、根据以上分析和给出的数据，如何验证地球对月球的吸引和地球对苹果的吸引是同一种规律的力？ ☆梳理深化 二、月—地检验及万有引力定律 1、地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律！ 2、推广到宇宙中的一切物体之间 ——万有引力定律 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，即 G 是比例系数，叫作引力常量（gravitational constant），适用于任何两个物体。 ☆巩固提升 例2、若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ） A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 二、月—地检验及万有引力定律 B 二、月—地检验及万有引力定律 例3、 一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的 (　　) A.0.25倍