新人教版高中物理必修二《万有引力定律》教学课件

胡克
➢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？
题2［2018·北京卷］若想检验“使月球绕地球运动
的力”与“使苹果落地的力”是否遵循同样的规律，
在已知月地距离约为地球半径B
60倍的情况下，需要验
证（ ）
A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
b
太
行 星
阳
a
➢问题探究:
行星为什么绕太阳如此和谐而又有规 律地做椭圆运动？
科
一切物体都有合并的趋势。
学
足 迹
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。
开普勒
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
笛卡 尔

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。
D. m1、m2受到彼此的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力
【解析】 A错：公式中G为引力常量，它不是人为规定的，而是由实验测得的。
B错：万有引力定律只适用于质点间的作用，当两物体表面距离r趋于零时，万有引力定律不再 成立。
C对，D错：m1、m2受到彼此的引力是作用力与反作用力，不是平衡力，总是大小相等、方向相 反，与m1、m2是否相等无关。
➢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;
➢科学探究：
行星运行速度v不容易观测？怎么办 ？
消去v
消去 T
讨论
➢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.
太阳 行星
a
太阳
行星 诱思：既然把行星绕太阳的
a
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
太r
阳
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？
Ｖｒ
行
星
ｍ
F
太阳 Ｍ
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？
题组二 对万有引力定律的理解
题3［2019•广东潮阳实验学校高一检测］对于万有引力定律的表达式F= 正确的是（ ）
，下面说法中
A. 公式中G为引力常量，它不是由实验测得的，而是人为规定的
B. 当两物体表面距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大
C. m1、m2受到彼此的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关
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
常考题型
题组一 月----地检验
题1［2019•广东仲元中学高一检测］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 【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。 【答案】D 【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。
【答案】 C
题4［2019·全国Ⅱ卷］2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月 球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器 与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化 关系的图象是（ ） D
知识回顾：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.
7.2 万有引力定律
学习目标
(1)理解太阳与行星间引力的存在; (2)能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳 与行星间的引力表达式; (3)了解万有引力定律得出的思路和过程，理解万有引力定 律的含义，掌握万有引力 定 律的公式; (4)知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规 律。
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。
m
m
1
r
2
➢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
太阳
行星
牛三
类比法
行星对太阳的引
力F′跟太阳的质 量成正比，与行
FF
星、太阳距离的
′
二次方成反比.
➢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