資源簡(jiǎn)介

(共32張PPT)
人教版（2019）高一年級(jí)物理必修2同步備課系列
7.2 萬(wàn)有引力定律
目錄
行星與太陽(yáng)的引力
1
月-地檢驗(yàn)
2
萬(wàn)有引力定律
3
引力常量
4
新課引入
你知道為什么太陽(yáng)系八大行星可以圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)嗎？
問(wèn)題：
行星與太陽(yáng)的引力
PART 1
01.科學(xué)家的思考
行星的運(yùn)動(dòng)是太陽(yáng)吸引的緣故，并且力的大小與到太陽(yáng)距離的平方成反比。
在行星的周?chē)行D(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。
一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致物體做圓周運(yùn)動(dòng)。
胡克
伽利略
行星的運(yùn)動(dòng)是受到了來(lái)自太陽(yáng)的類(lèi)似于磁力的作用 ，與距離成反比。
開(kāi)普勒
笛卡爾
01.科學(xué)家的思考
物體怎樣才會(huì)不沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
速度改變
受到力的作用
行星沿圓或橢圓運(yùn)動(dòng)
指向圓心或橢圓焦點(diǎn)的力
有什么規(guī)律？
02.行星與太陽(yáng)的引力
太陽(yáng)
行星
a
行星
r
行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
簡(jiǎn)化
1.模型建構(gòu)
02.行星與太陽(yáng)的引力
2.推導(dǎo)太陽(yáng)對(duì)行星的引力
（1）若已知質(zhì)量為m的某行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，線(xiàn)速度為v，求太陽(yáng)對(duì)行星的向心力。
（2）天文觀測(cè)可得到行星的公轉(zhuǎn)周期T，線(xiàn)速度v與公轉(zhuǎn)周期T的關(guān)系是怎樣的？寫(xiě)出用公轉(zhuǎn)周期T表示的向心力的表達(dá)式。
02.行星與太陽(yáng)的引力
(3)不同行星的公轉(zhuǎn)周期是不同的，引力跟太陽(yáng)與行星間的距離關(guān)系的表達(dá)式中不應(yīng)出現(xiàn)周期T， 如何消去周期T
消去T
2.推導(dǎo)太陽(yáng)對(duì)行星的引力
3.結(jié)論
02.行星與太陽(yáng)的引力
（2）行星對(duì)太陽(yáng)的引力跟太陽(yáng)的質(zhì)量成正比，與行星、太陽(yáng)之間的距離的二次方成反比.
F
太陽(yáng)
Fˊ
（1）太陽(yáng)對(duì)行星的引力跟行星的質(zhì)量成正比，與行星、太陽(yáng)之間的距離的二次方成反比.即
G為比例系數(shù)，與太陽(yáng)、行星無(wú)關(guān)。
（3）太陽(yáng)與行星間引力的大小與太陽(yáng)的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者距離的二次方成反比.方向：沿著太陽(yáng)與行星間的連線(xiàn)
作用力和反作用力
3.結(jié)論
02.行星與太陽(yáng)的引力
03.牛頓在思考
太陽(yáng)對(duì)行星的引力使行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。月亮繞地旋轉(zhuǎn)所需要的向心力與太陽(yáng)行星間的引力是不是都是相同的力呢？ 　
　地球?qū)Φ乇砦矬w的重力與太陽(yáng)行星間的引力是不是都是相同的力呢？……這個(gè)問(wèn)題引起了牛頓的沉思。若你是牛頓，你會(huì)怎樣解決這個(gè)猜想？
月-地檢驗(yàn)
PART 2
1.檢驗(yàn)?zāi)康呐c原理
則應(yīng)該滿(mǎn)足:
F
根據(jù)牛頓第二定律: a月= ——
m月
=G______
m地
r2
(r 是地球中心與月球中心的距離 )
①
( R 是地球中心與蘋(píng)果間的距離 )
假設(shè)地球?qū)μO(píng)果的吸引力也是同一種力，同理可知，蘋(píng)果的自由落體加速度
=G______
m地
R2
a蘋(píng)
②
1.月—地檢驗(yàn)的目的：檢驗(yàn)維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使物體下落的力是同一種性質(zhì)力，都遵從“平方反比”的規(guī)律。
2.月—地檢驗(yàn)的推導(dǎo)
假設(shè)地球與月球間的作用力與太陽(yáng)與行星間的作用力是同一種力，
02. 數(shù)據(jù)計(jì)算驗(yàn)證
已知自由落體加速度 g 為 9.8 m/s2 ，月球中心距離地球中心的距離為3.8×108 m，月球公轉(zhuǎn)周期為 27.3 d，約 2.36×106 s，
根據(jù)這些數(shù)據(jù)，能否驗(yàn)證前面的假設(shè)？
—— = 2.7×10-4 ≈
a月
a蘋(píng)
——
602
1
這表明，地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽(yáng)、行星間的引力，真的遵從相同的規(guī)律。
解：a月=( ——)2r=（ ————）2 × 3.8×108 m/s2 ≈2.69×10-3 m/s2
2π
T
2×3.14
2.36×106
萬(wàn)有引力定律
PART 3
01.萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容
(3)公式：
(1)內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引,引力的方向在它們的連線(xiàn)上，引力的大小與物體的質(zhì)量 m1和m2 的乘積成正比,與它們之間距離的二次方成反比.
(2)方向：在兩物體的連線(xiàn)上.
（4）對(duì)萬(wàn)有引力的理解：自然界中任何兩個(gè)物體都是互相吸引的，所以說(shuō)：萬(wàn)有引力具有相互性、普遍性。另外萬(wàn)有引力還具有宏觀性。
02.萬(wàn)有引力定律的適用條件
（1）萬(wàn)有引力定律公式適用于質(zhì)點(diǎn)之間的引力大小的計(jì)算。
（2）對(duì)于實(shí)際物體間的相互作用，當(dāng)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小（物體可視為質(zhì)點(diǎn)）時(shí)也適用。
（3）兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的引力大小可用萬(wàn)有引力定律公式求解，公式中的r為兩球心之間的距離。
m1
m2
r
r
03.思考與討論
某同學(xué)認(rèn)為兩人距離非常近時(shí)，根據(jù)公式F= 得出：r→0時(shí)，F(xiàn)→∞。你認(rèn)為這位同學(xué)的想法正確嗎？為什么？
04.典例探究
例1 (2022·防城港市測(cè)試)兩個(gè)質(zhì)量相等的均勻球形物體，兩球心相距r，他們之間的萬(wàn)有引力為F，若它們的質(zhì)量都加倍，兩球心的距離也加倍，它們之間的萬(wàn)有引力為
【答案】B
05.牛頓的遺憾
牛頓得出了萬(wàn)有引力與物體質(zhì)量及它們之間距離的關(guān)系，但卻無(wú)法算出兩個(gè)天體之間萬(wàn)有引力的大小，因?yàn)樗恢酪ΤＡ縂的值。
引力常量
PART 4
01.引力常量的測(cè)定
1789年，即在牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律一百多年以后，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許，在實(shí)驗(yàn)室里通過(guò)測(cè)量幾個(gè)鉛球之間的萬(wàn)有引力，比較準(zhǔn)確地得出了 G 的數(shù)值。
卡文迪什
01.引力常量的測(cè)定
02.引力常量的大小與意義
(1)引力常量單位與大小
①單位：
②大小：
(2)引力常量數(shù)值測(cè)定的意義
引力常量的普適性成了萬(wàn)有引力定律正確性的有力證據(jù)。
鞏固提升
PART 5
01. 課堂小結(jié)
萬(wàn)有引力定律
內(nèi)容
自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引,引力的方向在它們的連線(xiàn)上，引力的大小與物體的質(zhì)量 m1和m2 的乘積成正比,與它們之間距離的二次方成反比.
公式
使用條件
m1
m2
r
r
02. 課堂練習(xí)
1.(多選)把行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力，下列說(shuō)法中正確的是
A.太陽(yáng)對(duì)行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力
B.太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離成反比
C.太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由實(shí)驗(yàn)得出的
D.太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普勒定律和行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律等推導(dǎo)出來(lái)的
【答案】AD
【解析】太陽(yáng)對(duì)行星的引力等于行星圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，它的大小與行星和太陽(yáng)質(zhì)量的乘積成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離的平方成反比，A正確，B錯(cuò)誤；太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普勒定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的，C錯(cuò)誤，D正確。
02. 課堂練習(xí)
2.若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋(píng)果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗(yàn)證
【答案】B
【解析】若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋(píng)果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，需要驗(yàn)證月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋(píng)果落向地面加速度的 ，B正確。
02. 課堂練習(xí)
3.(2023·廣雅中學(xué)期末)航天員從中國(guó)空間站乘坐返回艙返回地球的過(guò)程中，隨著返回艙離地球越來(lái)越近，地球?qū)教靻T的萬(wàn)有引力
A.變大 B.不變
C.變小 D.大小變化無(wú)法確定
【答案】A
【解析】根據(jù)F萬(wàn)＝ 可知，返回艙離地球越來(lái)越近，則地球與航天員之間的距離r越來(lái)越小，可知地球?qū)教靻T的萬(wàn)有引力F萬(wàn)逐漸變大，故選A。
02. 課堂練習(xí)
5.(2023·佛山市月考)中國(guó)空間站軌道高度為400～450千米，地球半徑約為6 370千米。當(dāng)航天員出艙在空間站艙外作業(yè)時(shí)，其所受地球的引力大約是他在地面所受地球引力的
A.0.9倍　　　B.0.25倍　　　C.0.1倍　　　D.0.01倍
謝謝大家！

展開(kāi)更多......

收起↑