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

开普勒三定律 开普勒第一定律——轨道定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 开普勒第二定律——面积定律 对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间扫过的面积相等。 开普勒第三定律——周期定律 所有行星的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。 太阳 行星 复习回顾 阅读教科书P49，了解科学家们的探究历程。 是什么原因使行星绕太阳运动呢？ 7.2万有引力定律 伽利略 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。 行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。 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。 开普勒 笛卡尔 胡克 一切物体都有合并的趋势。 科学的足迹 科学的足迹 牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研究的基础上，并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。 建立模型 行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，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 太阳 行星 r 太阳 行星 a 既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？ 行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？ 这个力的方向怎么样？ 简 化 建立模型 太阳对行星的引力提供作为向心力，那这个力大小与哪些因素有关？ F 太阳 Ｍ 行星 ｍ ｒ Ｖ 科学探究 消去v 行星运行速度v容易观测？怎么办？ 消去T 讨论 科学探究 关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？ 探究1: 太阳对行星的引力F 请用中文描述这个关系式！ 太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比. F 行星 太阳 F′ 既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力？它有怎么样定量的关系？ 探究2: 行星对太阳的引力F′ F 行星 太阳 F′ 行星对太阳的引力F′跟太阳的质量成正比，与行星、太阳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、太阳距离的二次方成反比. 类比法 牛顿 第三 定律 科学探究 探究3: 太阳与行星间的引力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？ 牛顿 第三 定律 G为比例系数，与太阳、行星无关。 方向：沿着太阳与行星间的连线 类比法 牛顿 第三 定律 科学探究 苹果落地、高处物体落地、月球绕地球旋转……这些现象引起了牛顿的沉思。 一、万有引力定律的发现 牛顿的思考： （１）“天上的力”和“人间的力”是同一种力吗？ （２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？ 牛顿的猜想： 苹果与月球受到的引力可能是同一种力! 证明：苹果、月球受力 　　满足“平方反比”的关系 2 r Mm G F = 2 r M G a = F ma = 牛顿第二定律： 加速度 月-----地检验 月球公转的向心加速度等于地面附近加速度（自由落体加速度）的1/602。 月球到地球的距离为地球半径的60倍 2 r M G a = 当时已知的一些量： 地球表面重力加速度： g = 9.8m/s2 地球半径： R = 6400km 月亮周期： T = 27.3天≈2.36×106s 月亮轨道半径： r ≈ 60R ？ 计算验证： 计算结果： 1.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，引力的大小跟这两个物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比. 2.表达式： 二、万有引力定律 1. G-----引力常量 （1）单位：N.m2/kg2 （2）标准值：G=6.67408 × 10-11N.m2/kg2 常用值：G=6.67 ×10-11 N.m2/kg2 理解： 2. r----两物体间距离 【当堂检测1】如图所示，两个质量分布均匀的球，质量分别为m1与m2，球的半径分别为r1、r2，则两球间万有引力的大小为 r1 r r2 A. B. C. D. D (1)若可以看做质点,则为两质点间距离. (2)质量分布均匀的球体,应是两球体球心间距离. 2. r----两物体间距离 3.适用条件：两个质点的相互作用 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