第七章万有引力与宇宙航行圆周运动 第2节万有引力定律（课件PPT）

第节 2万有引力定律高中物理 必修第二册第七章1.知道万有引力存在于任意两个物体之间，知道其表达式和适用范围。2.理解万有引力定律的推导过程，认识在科学规律发现过程中大胆猜想与严格求证的重要性。3.知道万有引力定律的发现使地球上的重物下落与天体运动完成了人类认识上的统一。4.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学史上的重大意义。学习目标引入各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？回顾开普勒三定律 开普勒第一定律——轨道定律所有行星都分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上;开普勒第二定律——面积定律对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间扫过相等的面积;开普勒第三定律——周期定律所有行星的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.科学足迹一切物体都有合并的趋势。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。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。 牛顿：牛顿 (1643—1727)英国著名的物理学家当年牛顿在前人研究的基础上，并凭借其超凡的数学能力和坚定的信念，深入研究，最终发现了万有引力定律。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。 建立模型： 诱思：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？诱思：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？ 这个力的方向怎么样？诱思：太阳对行星的引力提供向心力，那这个力大小有什么样的定量关系呢？行星运行速度v不容易观测？怎么办？科学探究：太阳对行星的引力:关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？结论：太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.行星对太阳的引力:太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.检验目的：地球和月球之间的吸引力是否与地球吸引苹果的力为同一种力．检验原理：月—地检验根据牛顿第二定律，知： B 万有引力定律：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，引力的大小跟这两个物体的质量m1和m2的乘积成正比，跟它们的距离r的二次方成反比。2、公式其中G=6.67×10-11N·m2/kg2——引力常量引力恒量的测定:装置介绍:T形架、石英丝、镜尺、M球和m球⑵测量原理介绍:扭秤达到平衡时,引力矩等于石英丝的阻力矩. 石英丝转角可由镜尺测出,由石英丝转角可知扭力矩等于引力矩,从而可测得万有引力,进而可测引力恒量G.公式的适用条件：1.万有引力存在于一切物体之间，但万有引力公式适用于质点间的引力大小的计算.r为质点间的距离，两物体的形状和大小对其间距的影响可忽略不计，r≫R;2.两质量分布均匀的球体之间的引力，也可用上述公式计算，且r为两球心间距离；3.一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间的万有引力，r为球心到质点间的距离。万有引力的性质：1.普遍性万有引力存在于任何两个有质量的物体之间,它是自然界中物质间基本的相互作用之一2.宏观性一般物体之间虽然存在万有引力，但是很小，只有天体与物体之间或天体之间万有引力才比较显著，因此，涉及天体运动时。才考虑万有引力3.相互性万有引力的作用是相互的，符合牛顿第三定律4.独立性两物体间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，与周围有无其他物质无关重力与万有引力的关系 【特别提醒】地面上的物体所受的重力近似等于万有引力；离地面有一定高度的物体所受重力等于万有引力。利用 =mg分析计算，其中r是物体到地心的距离，而不是到地面的距离。 D本课小结当堂检测1.为了将天上的力和地上的力统一起来，牛顿进行了著名的“月—地检验”。“月—地检验”比较的是（　　）A. 月球表面上物体的重力加速度和地球公转的向心加速度B. 月球表面上物体的重力加速度和地球表面上物体的重力加速度C. 月球公转的向心加速度和地球公转的向心加速度D. 月球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度 D【解析】　“月—地检验”比较的是月球绕地球公转的向心加速度和地球表面上物体的重力加速度，得出天上的力和地上的力是统一的。【点评】　知道物理学史，知道物理学家在对应科学研究中的主要步骤和采用的物理方法。  C3. 如图所示，一个质量分布均匀的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体，且r= ，则球体剩余部分对质点P的万有引力变为（　　） A. B. C. D. C 谢 谢！