第3章 第2节 万有引力定律（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（教科版2019）

第2节　万有引力定律 核心素养导学 物理观念 (1)知道万有引力定律的内容、表达式和适用范围。 (2)知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G。 科学思维 (1)理解万有引力定律的推导过程。 (2)会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。 科学态度与责任 (1)通过万有引力定律的推导过程，认识在科学规律发现过程中大胆猜想与严格求证的重要性。 (2)知道万有引力定律的发现使地球上的重物下落与天体运动完成了人类认识上的统一。 (3)知道引力常量G的测定在科学史上的重大意义。 一、苹果落地引发的思考 1．牛顿假设苹果与月球在运动中受到的是同种性质的力，都是地球对它们的_____。 2．行星围绕太阳运动的向心力也是太阳对行星的 。 引力 引力 二、万有引力定律的建立 1．行星与太阳间的引力 正比 反比 正比 反比 连线 3．万有引力定律 (1)内容：任何两个物体之间都存在 的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成 ，与这两个物体之间的距离的平方成 。 (2)公式：F＝ 。  三、引力常量 1．测量者：英国物理学家 。 2．数值：G＝ 。 (1)引力常量适用于任何两个物体，具有普适性。 (2)引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。　　 相互作用 正比 反比 卡文迪许 6.67×10－11 N·m2/kg2 1.行星绕太阳运行的轨道是椭圆轨道，但大多数行星的运行轨道十分接近如图所示的圆轨道，请对以下结论作出判断： (1)太阳对行星的引力与行星的质量成正比。 ( ) (2)行星对太阳的引力与行星与太阳间的距离成反比。 ( ) (3)太阳对行星的引力方向沿行星与太阳中心连线且指向太阳。 ( ) (4)地面上两个物体之间由于距离较小，两物体间的万有引力一般不能忽略。 ( ) (5)月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是由地球对月球的引力提供的。 ( ) √ × √ × √ 3．两个挨得很近的人之间的万有引力可以用万有引力定律计算吗？设想将一个小球放到地球的中心，小球受到的万有引力是多少呢？ 提示：两个挨得很近的人不能看作质点，不能根据万有引力定律求他们间的万有引力；将小球放在地球的中心，地球的各部分对小球的吸引力是对称的，小球受到的万有引力为零。 新知学习(一)|对万有引力定律的理解 [任务驱动] 如图所示，图甲为两个靠近的人，图乙为行星围绕着太阳运行，他们都是有质量的。 (1)任意两个物体之间都存在引力吗？ (2)为什么通常两个人之间感受不到引力？而太阳对行星(或地球对月球、人造卫星)的引力可以使行星(或月球、人造卫星)围绕太阳(地球)运转？ [重点释解] 1．万有引力的四个特性 特性 内容 普遍性 万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力 相互性 两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，遵守牛顿第三定律 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 特殊性 两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与它们所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关 (3)对距离r的理解 r是两个质点间的距离： ①对于两个质量均匀分布的球体，r应是两球心间的距离。 ②对于一个均匀球体与球外一个质点，r应是球体球心到质点的距离。 ③对于两个物体间的距离比物体本身大得多时，物体可以看成质点，r应是两个物体间的距离。 [针对训练] 1．将物体由赤道向两极移动，则 (　　) A．它的重力减小 B．它随地球转动的向心力增大 C．它随地球转动的向心力减小 D．向心力方向、重力的方向都指向地心 解析：地球表面上所有物体所受地球的万有引力，按其作用效果分为重力和向心力，向心力使物体得以随地球一起绕地轴自转，所以说重力是地球对物体的万有引力的一个分力。万有引力、重力和向心力三个力遵循力的平行四边形定则，只有万有引力的方向指向地心，选项D错误。物体由赤道向两极移动时，万有引力大小不变，向心力减小，重力增大，当到达两极时，重力等于万有引力，选项A、B错误，C正确。 答案：C　 一、好素材分享——看其他教材如何落实核心素养 物理观念——牛顿哲学探索自然的推理法则 1.(选自粤教版新教材“实践与拓展”)牛顿在其著作《自然哲学的 数学原理》中，提出了哲学探索自然的四条推理法