7.3 万有引力的理论成就 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

该高中物理课件聚焦万有引力的理论成就，涵盖测量地球与太阳质量、发现未知天体及预言哈雷彗星回归等核心内容。通过“温故知新”回顾行星向心力、万有引力公式及引力常量，结合“地球质量之谜”生活情景，搭建旧知到新知的学习支架。 其亮点在于融合视频展示（测量地球质量、发现新天体）与严谨理论推导（地球质量M=gR²/G、太阳质量M=4π²r³/GT²），例题挑战强化应用。以卡文迪许测地球质量、哈雷预言彗星回归为例，体现科学思维中的模型建构与推理，培养科学态度。助力学生深化物理观念，教师可借助丰富资源提升教学效率。

人教版高中物理必修二 第七章 第3节 万有引力的理论成就 授课老师： 授课日期： 1. 行星绕太阳转动的向心力是由什么力提供的？ 2. 万有引力的大小如何计算？方向如何确定？ 3. 引力常量是谁测出来的？ 温故知新 生活情景展示 地球那么大，我们有办法找到一杆秤像测量青椒的那样去测量地球质量吗？ 思考： 地球的质量之谜 新课讲授 测量地球质量视频展示 卡文迪许——第一个测出地球质量的人 新课讲授 测量地球质量的理论推导 一、基本物理定律 1. 万有引力定律 任意两个质点间的引力：F=： 万有引力常量 m1 m2：两物体质量 r：质心距离 2. 近地表面重力近似 地面附近，物体重力 ≈ 地球对它的万有引力：mg = M：地球质量 m：物体质量 g：重力加速度 R：地球半径 新课讲授 测量地球质量理论推导 二、推导地球质量 M 把上式两边约去 m： g = 整理得：M = 这就是测量地球质量的核心公式。 三、代入数值，计算结果 常用常量： g≈ 9.8m/ R≈ 6.37× G≈ 6.67× 代入得： M≈ 5.96× 计算天体的质量 视频展示 新课讲授 测量太阳质量的理论推导 一、思路 地球绕太阳做匀速圆周运动： 太阳对地球的万有引力 = 地球圆周运动的向心力 二、基本公式 1. 万有引力定律 F= G：引力常量 M：太阳质量（待求） m：地球质量 r：日地距离 2. 匀速圆周运动向心力F向=r T：地球公转周期 新课讲授 测量太阳质量的推导 三、列方程 & 推导 万有引力提供向心力：=r 两边约去地球质量 m：=r 解出太阳质量：= 这就是测量太阳质量的核心公式 四、代入数值（可直接用） 日地距离 r≈1.5× m 公转周期 T≈3.15× 引力常量 G≈ 6.67× 算出：M ≈2.0×kg 新课讲授 发现未知天体 到了18世纪，人们已经知道太阳系有7颗行星。其中1781年发现的天王星运动轨道有些古怪，用万有引力定律计算出的轨道总与实际轨道有些偏差。是观测不准，还是万有引力定律的准确性有问题呢？ 视频展示 发现新的天体 新课讲授 预言哈雷彗星回归 1. 收集历史记录 整理1337–1698年24颗彗星的观测数据，重点核对轨道参数（近日点、倾角、运行方向） 。 2. 关键发现：三颗彗星高度相似 对比发现： 1531年（阿皮安）1607年（开普勒）1682年（哈雷本人） 三颗彗星轨道几乎重合，回归间隔约75–76年 。 3. 大胆假设 这不是三颗彗星，而是同一颗彗星的三次回归 。 时间差由木星、土星引力摄动导致 新课讲授 预言哈雷彗星回归 ​ 4. 轨道计算与预言 用万有引力定律反推轨道，预言： 1682年的彗星，将于1758年末–1759年初再次回归 。 5预言的验证（1758–1759） 1758年12月25日（圣诞夜），德国业余天文学家帕利奇率先发现回归彗星。 1759年1月，法国天文学家梅西耶确认。3月，彗星达到近日点，与预言高度吻合（误差约1个月，源于当时未知的天王星引力）。 6历史意义 人类首次用万有引力定律成功预言天体回归，证明引力定律普适性。彗星从“神秘天象”变为可计算、可预测的太阳系天体 。 ​ 该彗星被命名为哈雷彗星，周期约76年 。 1. 关于利用万有引力定律“称量地球质量”，下列说法正确的 是（ ） A. 必须知道地球的公转周期 B. 利用地面重力近似等于万有引力，可推导出 M= C. 必须知道月球绕地球运动的周期 D. 必须知道地球绕太阳运动的轨道半径 例题挑战 B 例题挑战 2. 若要利用某行星的运动来计算中心恒星的质量，下列物理量组合中，一定可行的是（ ） A. 行星质量与行星半径 B. 行星公转周期与轨道半径 C. 恒星半径与行星半径 D. 行星自转周期与轨道半径 B 3. 哈雷成功预言哈雷彗星的回归，最能直接体现万有引力定律的哪项重大成就（ ） A. 揭示了地面物体重力的来源 B. 证明了天体运动遵循统一的力学规律，可进行精确预言 C. 直接测出了万有引力常量G D. 解释了潮汐现象的成因 例题挑战 B 4. 关于万有引力定律的理论成就，下列说法错误的是（ ） A. 可“称量”地球、太阳等中心天体质量 B. 可预言彗星、小行星等天体的轨道与回归时间 C. 卡文迪许测出G后，才真正实现“称量地球” D. 只要知道任意卫星的质量，就能求出中心天体质量 例题挑战 D 一、测量地球质量 二、测量天体质量 三、发现海王星 四、预言哈雷彗星回归 课堂小结 谢谢聆听 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf58.76.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $