7.2 万有引力定律 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

7.2 万有引力定律 1.知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式. 2.通过月—地检验等将太阳与行星间的引力推广为万有引力定律，理解万有引力定律的内容、含义及适用条件，认识引力常量测量的重要意义. 3.能应用万有引力定律解决实际问题. 开普勒定律发现以后，人们开始更深入的思考：是什么原因使得行星能够绕太阳的运动呢？ 1.猜想：这种引力的大小可能和哪些因素有关呢？ 行星绕太阳近似的做匀速圆周运动，太阳对行星的引力提供作为向心力 一、行星与太阳间的引力 F 1.太阳对行星的引力 从观测的角度看，行星运动的线速度v，角速度w，周期T ,那个能够直接观测得到？ 1.太阳对行星的引力 不同的行星公转周期是不同的，T与r之间是存在联系的，应设法消去上式中的T 结论：太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比。 2.行星对太阳的引力 结论：行星对太阳的引力，与太阳的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比。 思考：太阳对行星有引力，那行星对太阳有引力吗？ 3.太阳与行星间的引力 结论：太阳与行星间引力的大小与太阳质量和行星质量的乘积成正比，与太阳和行星间距离的二次方成反比。 牛顿的思考 树上成熟的苹果为什么会落向地面？ 大胆猜想：地面物体受到地球的引力；太阳与行星间的引力，地球与月球间的引力，可能是同一种力。 1.太阳对地球的引力使地球不能飞离太阳； 2.地球对月球的引力使月球不能飞离地球； 遵循相同的规律 “平方反比定律” 牛顿是怎样把天体间的引力与地球对地面附近物体的引力统一起来证明它们遵循相同的规律进而得到万有引力的？ 在牛顿的时代，重力加速度已经能够比较精确地测定，也能较精确的测定月球与地球间的距离和月球公转周期。 二、月-地检验 实际测量： 则月球绕地球的向心加速度为： 月球运动周期： 根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(向心加速度)是它在地面附近下落时的加速度(重力加速度)的______． 月球轨道半径： 说明这三种力遵从相同的规律，可能是同一种性质力。 自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的方向在两者的连线上，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。 1.内容： 2.表达式： 三、万有引力定律 3.公式适用条件： 注：对于质量分布均匀的球体，可以把球体视为质量集中于球心的质点。 4.引力常量G： 质点间引力大小的计算 扭秤装置 r F r F m m´ m m´ 引力常量的测定：卡文迪什（许） 实验意义： ①证明了万有引力的存在及正确性 ②开创了测量弱力的新时代 ③使万有引力定律有了真正的实用价值 书后习题 1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时他们不会吸在一起？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。 例1.试估算两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力约有多大？（假设人可看做质点） 例2.那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？太阳的质量为 M=2.0×1030kg，地球质量为 m=6.0×1024kg，日地之间的距离为 r=1.5×1011m。 天体间的引力很大，能拉断直径为9000km的钢柱!!! 解： 体现了万有引力的宏观性 注：除非涉及到天体，否则一般受力分析时可不考虑物体间引力。 1.判断下列说法的正误. (1)万有引力不仅存在于天体之间，也存在于普通物体之间.(　　) (2)质量一定的两个物体，若距离无限小，它们间的万有引力趋于无限大.(　　) (3)由于太阳质量大，太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力.(　　) (4)牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量.(　　) √ × × × 例2.(2021·湖南省高二学业考试)关于万有引力及其计算公式F＝ ，下列说法正确的是（ ） A. 万有引力只存在于质量很大的两个物体之间 B. 根据公式知，r趋近于0时，F趋近于无穷大 C. 计算地球对卫星的引力时，r是指卫星到地球表面的距离 D. 卡文迪什测出了引力常量G D 　例3.(2021·南京市高二学业考试)要使相距较远的两物体间的万有引力增加到原来的4倍，下列方法不可行的是（ ） A.使两物体的质量各变成原来的2倍，距离不变 B.使其中一个物体的质量增加到原来的4倍，距离不变 C.使两物体间的距离减小为原来的 ，质量不变 D.使两物体间的距离和两个物体质量都减少为原来的 D 例4.(2022·江苏省高二学业考试)2021年4月29日，我国