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 人教版（2019）物理（必修第二册） 第七单元 万有引力定律 老师： 授课时间： 1 开普勒第一定律——轨道定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上 对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积; 开普勒第三定律——周期定律 所有行星的椭圆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 b a 开普勒第二定律——面积定律 知识回顾 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？ 课堂导入 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，并且力的大小与行星到太阳的距离的平方成反比。 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。 来自科学家的思考 牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家 牛顿的观点 牛顿在前人对惯性研究的基础上，开始思考“物体怎样才会不沿直线运动”，他的回答是：以任何方式改变速度，都需要力。行星做匀速圆周运动需要指向圆心的力，这个力应该就是太阳对它的引力。 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。 太阳对行星的引力 太阳 行星 a 太阳 行星 r 简化 1、行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动的规律，那么研究太阳与行星间引力时应如何建立模型呢？ 2、行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由什么力来提供呢？ 这个力的方向怎么样？ F 太阳 Ｍ 行星 ｍ ｒ v 太阳对行星的引力提供向心力，由此可推知太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。那这个力的大小有什么样的定量关系？ 太阳对行星的引力 科学探究 消去v 行星运行速度v容易观测吗？怎么办？ 消去T 讨论 太阳对行星的引力 即太阳对行星的引力，与行星的质量成正比，与行星到太阳的距离的二次方成反比。 类比法 牛 三 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？ 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 F Fʹ M m Ｖ 行星对太阳的引力 滴落小露珠 月亮为什么也会绕地球公转，也不会飞离地球呢？ 是什么力使得地面的物体不能离开地球总要落回地面呢? F 月球 r O M m 牛顿的思考 <2>地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢? <3>地球表面的重力能否延伸到很远的地方,会不会作用到月球上? <4>拉住月球使它绕地球运动的力,与拉着苹果使它下落的力,以及众行星与太阳之间的作用力是否真的为同一种力,遵循相同的规律呢? <1>为什么苹果成熟后会掉向地面?月亮绕这地球运动而不飞离地球呢？ 牛顿的思考 目的： 验证地球对地面上苹果的引力 与地球对月球的引力 遵循 思 路： 1.假定猜想成立，理论推导 2. 实际测量、计算。 理论分析与测算结果一致则假设成立；不一致则假设就不成立 月地检测 R r F 月地检测 月地检测 验证结论 太阳对行星的引力 地球对月球的引力 地球对地面上苹果的引力 是同一种性质的力， 遵从相同规律 “天上”的力 “人间”的力 是同种性质 月地检测 既然太阳与行星之间、地球与月球之间、地球与物体之间都有引力，那么是不是任何两个有质量的物体之间都有这样的引力呢？是否 引力的大小都遵守 牛顿再度思考： 牛顿又大胆猜想，最终推广到任何两个物体之间的都存在这样的引力 事实上，自然界中任何两个有质量的物体间都存在引力。1687 年牛顿发现万有引力定律。 ? G在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力． 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F与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们间的距离r的二次方成反比. 2.公式： m1,m2 ---两物体的质量 r ---两物体间的距离 G ---比例系数，叫引力常量，适用于任何物体，G的国际单位： N·m2/kg2 m1 m2 F F’ r 万有引力定律 3.万有引力的理解 (1)普遍性：任何两个物体之间都存在引力（大到天体小到微观粒子），万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一。 (2)相互性：万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛顿第三定律。