3.3万有引力定律的应用 课件-2026-2027学年高一下学期物理粤教版必修第二册

该高中物理课件聚焦万有引力定律的应用，涵盖地球形状预测、未知天体发现及天体质量估算等核心知识点。以“青鱼悬案”故事导入，通过牛顿与笛卡尔的地球形状之争及法国测量队验证，结合万有引力与重力关系的受力分析，搭建从现象到理论的学习支架。 其亮点在于融合科学史与探究实践，以“笔尖下的行星”海王星发现案例培养科学思维，通过表面与环绕模型构建物理观念，结合“天宫一号”等航天实例设计练习。助力学生提升模型建构与推理论证能力，为教师提供兼具趣味性与逻辑性的教学资源。

主讲老师：物思理 粤教版（2019）高中物理必修第二册课件 第三章 万有引力定律 第三节 万有引力定律的应用 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 从千年追问，到现如今的嫦娥揽月、北斗指路、祝融探火、羲和逐日、.....。这些重大的突破离不开万有引力定律的应用，接下来我们一起学习第三节：万有引力定律的应用 1、预测地球形状 2、预测未知天体 第3节万有引力定律的应用 3、估算天体的质量 4、巩固练习 目录 探究新知 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 3 预测地球形状 PART 01 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 青鱼悬案 一艘满载5千吨青鱼的荷兰渔船， 经半个多月的航行，从欧洲第一大港鹿特丹来到非洲赤道附近的一个城市。在货物过磅时，竟发现有19吨青鱼不翼而飞。这条船在航行中从未靠过岸，而且包装和件数都原封不动，显然不是失窃所为。“难道鱼儿游回了大海？”船长百思不得其解。 课堂引入 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 16世纪初，航海家麦哲伦率船队环球航行，历时３年，终于成功，这足以证明地球为一个球体. 牛顿根据引力理论计算后断定，地球的赤道部分应该隆起，成为两极扁平的椭球体，像个橘子． 笛卡尔根据旋涡假设作出的预言，地球应该是两极伸长的椭球体，像个柠檬． 预测地球形状 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 “橘子与柠檬”之争持续了几十年，直到1735年，法国科学院派出两个测量队分赤道地区和高纬度地区测量后，基本证实了牛顿的预言，万有引力定律经受住了考验． VS 预测地球形状 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 万有引力与重力的关系 F引 O ω N N mg N=mg r O' F引 F2 F1 F引 结论：1.重力是万有引力的一个分力，与支持力N平衡。 2.物体的重力加速度随着纬度的减小而减小。 问题1：一个质量为m的人静止在地球表面， 他受到地球的引力F大小是多少? 问题2：以地面为参考系，人做什么运动? 问题3：以地心为参考系，人做什么运动？ N 两极： N 任意位置： F1=mω2r F2=N=mg F引分解 赤道： 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 经查资料知地球的半径R=6.37×106m，自转周期T=24h，一个质量m=1kg物体在地球赤道上，g=9.78m/s2求： （1）物体随地球自转所需的向心力大小? （2）物体的重力大小？ R M r F1 F1 F引 F引 ω O' O F向= =×()2×6.37×106N=0.034N G=mg=×9.78=9.78N 相差288倍！ 忽略地球自转的影响，地球对地面上物体的引力等于物体的重力 万有引力与重力的关系 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 万有引力与重力的关系 实际应用当中，物体随地球自转所需的向心力其实很小，在地球表面的物体通常认为万有引力约等于重力： 地球表面的重力加速度 距地面高度为h处的重力加速度： ω F F向 mg 离地面越高，重力加速度减小 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 【例1】火星的质量和半径分别约为地球的 和 ，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为( ) A.0.2g B.0.4g C.2.5g D.5g B 这个表达式也可用于其他星体，但M和R应为相应星体的质量和半径. 万有引力与重力的关系 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 预测未知天体 PART 02 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 一、观察与困惑 预期 预期 观测 观测 1781年发现的第七颗行星天王星的运动轨道有些古怪。根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有些偏差。这是什么原因造成的呢？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 二、问题与思考 疑问：是天文观测数据不准确？是万有引力定律的准确性有问题？还是天王星轨道外面还有一颗未发现的行星？ 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 三、笔尖下的行星 英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家勒维耶相信未知行星的存在。他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道。1846 年 9 月 23 日晚，德国的伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星，人们称其为“笔尖下发现的行星”——海王星。 (英)亚当斯 (法)勒维耶 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 四、预言哈雷彗星回归 哈雷依据万有引力定律，用一年时间计算了它们的轨道。发现 1531 年、1607 年和 1682 年出现的这三颗彗星轨道看起来如出一辙，他大胆预言，这三次出现的彗星是同一颗星（图 7.3-3），周期约为 76 年，并预言它将于 1758 年底或 1759 年初再次回归。1759 年 3 月这颗彗星如期通过了近日点，它最近一次回归是 1986 年，它的下次回归将在2061 年左右。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 估算天体的质量 PART 03 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 对于巨大的地球，我们如何“称量”它的质量呢？ 讨论与交流: 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 根据你所学的知识，你会怎样测量地球的质量？ 地球质量 地球质量 思路一：环绕法 提供向心力。 万有引力 思路二：重力加速度法 重力近似等于万有引力 称量地球的质量 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 月球绕地球的运动可以近似看作匀速圆周运动.已知月球绕地球运动的周期为T=2.36×106 s，月球中心到地心的距离为r3.84×108 m，引力常量为G=N·m2/kg2，地球半径为R=6.37×106m，地球表面的重力加速度为g=9.8m/s2.利用这些已知条件，有多少种方法可以估算地球的质量? 模型的构建 G r M= =6.01×1024kg 匀速圆周运动所需向心力等于万有引力 称量地球的质量 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 20 月球绕地球的运动可以近似看作匀速圆周运动.已知月球绕地球运动的周期为T=2.36×106 s，月球中心到地心的距离为r月3.84×108 m，引力常量为G=N·m2/kg2，地球半径为R=6.37×106m，地球表面的重力加速度为g=9.8m/s2.利用这些已知条件，有多少种方法可以估算地球的质量? kg 6.011024kg 地球表面的物体受到的重力近似等于万有引力 称量地球的质量 地面的重力加速度 g 和地球半径 R 在卡文迪许之前就已知道，一旦测得引力常量 G，就可以算出地球的质量M 。因此，卡文迪许被称为“第一个称出地球质量的人”。 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 这两种方法算出来的结果是一致的，这也反过来验证了万有引力定律的正确性 21 根据你所学的知识，你会怎样测量太阳的质量？ 学以致用 把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，已知轨道半径约为1.5×1011 m，引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，估算太阳的质量。 解：对地球，万有引力提供做匀速圆周运动的向心力 得 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 两种基本模型 1、地表（表面）模型： r=R 2、空中（环绕）模型： 地表（表面）模型 空中（环绕）模型 解题原理：重力等于万有引力 解题原理：万有引力提供向心力 四、天体运动的两种基本模型 近地卫星:r=R; 远地卫星:r=R+h; 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 五、估算中心天体质量和密度的两种方法 2.T-r法(环绕模型）： 若环绕天体在中心天体表面的附近运动，可认为轨道半径r=天体半径R. 1.g-R法(表面模型)： “自力更生法” “借助外援法” 利用天体表面的重力加速度g和天体半径R 利用环绕天体的周期T和轨道半径r 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 4班到此！ 24 基本思路：做匀速圆周运动所需的向心力完全由万有引力完全提供 定性记忆： “一同三反” 只有T与r的变化规律 相同，其它三个都相反。 六、空中（环绕）模型的解题规律 r增大时，v减少、ω减少、T增大、a减少. 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 25 巩固练习 PART 04 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 例、我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则 A.“天宫一号”比“神舟八号”速度大 B.“天宫一号”比“神舟八号”周期长 C.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大 D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大 B 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 课堂练习 【练习1】在科学发展历程中，许多科学家做出了杰出贡献，下列叙述符合物理学史实的是（　　） A．开普勒以行星运动定律为基出总结出万有引力定律 B．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量 C．伽利略通过月一地检验发现地球与苹果间的引力跟天体之间的引力是同一种力 D．1781年发现的天王星的轨迹有些“古怪”，海王星是运用万有引力定律在“笔尖”下发现的行星 【参考答案】D 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 课堂练习 【练习2】2022年10月15日，我国在西昌卫星发射中心使用“长征二号”丁运载火箭，成功将“遥感三十六号”卫星顺利送入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星绕地球做匀速圆周运动，运行的周期为T，运行轨道离地球表面的高度为h，地球的半径为R，引力常量为G，则地球的质量可表示为（　　） A． B． C． D． 【参考答案】B 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 课堂练习 【练习3】2021年12月14日，我国成功将天链二号02卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。假设该卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为地球半径的1.5倍。已知地球半径为R，表面处的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球的自转，根据以上信息下列选项中不能求出的是（　　） A．地球的质量 B．卫星绕地球转动的角速度 C．卫星所受的万有引力 D．卫星所在处重力加速度大小 【参考答案】C 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 课堂练习 【练习4】2022年1月20日，中国国家航天局发布了由环绕火星运行的天问一号探测器及其正在火星表面行走的祝融号火星车发送回来的一组包含探测器与火星合影新图像引起了西方媒体的广泛关注。已知天问一号探测器绕火星运动的周期为T，火星的半径为R，“祝融号”火星车的质量为m，在火星表面的重力大小为G1，万有引力常量为G，忽略火星的自转，则下列不正确的是（　　） A．火星表面的重力的加速度为 B．火星的质量为 C．火星的平均密度为 D．天问一号距火星地面的高度为 【参考答案】B 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 See you later! 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 物思理 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $