第2节 万有引力定律（探究性课堂）-2023-2024学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

sssss 主讲人：LWH 第2节 万有引力定律 第7章 QQ:419561425 SZ-LWH 1 能利用开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式。 理解万有引力定律内容、含义及适用条件。 认识万有引力定律的普遍性，能应用万有引力定律解决实际问题。 SZ-LWH 学习目标 Sz-lwh Qq:419561425 目 录 CONTENTS 行星与太阳间的引力 01 月—地检验 02 万有引力定律 03 万有引力和重力的关系 04 SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 3 思考：是什么力支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢？ SZ-LWH 情境导入 Sz-lwh Qq:419561425 科学家们的探索之路 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。 一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。 胡克 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。 开普勒 笛卡尔 SZ-LWH 情境导入 Sz-lwh Qq:419561425 01 行星与太阳间的引力 SZ-LWH 6 1.建立理想化模型 太阳 行星 a F 太阳 M 行星 m r v (1)匀速圆周运动模型：由于行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成匀速圆周运动。 (2)质点模型： 由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看成质点，即天体的质量集中在球心上。 SZ-LWH 一、行星与太阳间的引力 Sz-lwh Qq:419561425 2.行星与太阳间引力的得出过程 圆轨道 SZ-LWH 一、行星与太阳间的引力 Sz-lwh Qq:419561425 (1)太阳与行星间引力的方向沿着两者的连线。(　　) (2)太阳与行星间的引力公式F＝ 中，G与太阳、行星都没有关系。(　　) (3)太阳对行星的引力大小等于行星对太阳的引力大小。(　　) (4)太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与太阳质量无关。 (　　) √ √ √ × 1.判断正误 SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 2.(多选)如图是行星绕太阳运动的情境，关于太阳对行星的引力，下列说法中正确的是  A.太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运 动的向心力 B.太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离 成反比 C.太阳对行星的引力规律是由实验得出的 D.太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动 的规律推导出来的 √ √ SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 02 月—地检验 SZ-LWH 11 地球绕着太阳运动，月球绕着地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？ SZ-LWH 二、月—地检验 Sz-lwh Qq:419561425 导学探究 检验地球吸引月球的力与吸引地面物体的力是否同一性质 m 假设1：地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足： 根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度 a月＝ SZ-LWH 二、月—地检验 Sz-lwh Qq:419561425 导学探究 检验地球吸引月球的力与吸引地面物体的力是否同一性质 假设2：地球对苹果的吸引力也是同一种力，它们的表达式也应该满足： 同理可知，苹果的自由落体加速度a苹＝ 。 SZ-LWH 二、月—地检验 Sz-lwh Qq:419561425 导学探究 检验地球吸引月球的力与吸引地面物体的力是否同一性质 验证假设:已知自由落体加速度g为9.8m/s2,月球与地球的距离 r＝384400km, 月球的公转周期为27.3天。根据这些数据，能否验证前面的假设？ 结论：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。 SZ-LWH 二、月—地检验 Sz-lwh Qq:419561425 SZ-LWH 二、月—地检验 Sz-lwh Qq:419561425 月球绕地球公转的向心力由地 球对月球的引力提供 物体的自由落体加速度由地 球对物体的引力产生 类比 猜想 类比 一切物体间都存在引力 合理外推 行星绕太阳公转的向心力由太阳对行星的引力提供 SZ-LWH 二、月—地检验 Sz-lwh Qq:419561425 03 万有引力定律 SZ-LWH 18 导学探究 月—地检验结果表明，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