（太陽與行星間的引力（萬有引力定律））人教版必修高一物理精選教學課件

1、第六章 萬有引力定律 高一物理課件精選（人教版必修2)專題6.2 太陽與行星間的引力專題6.3 萬有引力定律第一頁，共二十二頁。知識回顧 開普勒三大定律1、（軌道定律）：所有的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在所有橢圓的一個焦點上。2、（面積定律）：太陽和行星的連線在相等的時間內掃過的面積相等。解決了行星怎樣運動的問題觀察測量為什么這樣運動?動力學解釋3、（周期定律）：所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方與公轉周期的二次方的比值都相等。第二頁，共二十二頁。牛頓得出引力規(guī)律的過程1、由于太陽和行星間的距離遠大于太陽或行星的直徑，因此可將太陽和行星看成兩質點。2、行星環(huán)繞太陽運動的軌道是橢圓，

2、但橢圓軌道的離心率很接近于1，因此可將它理想化成一個圓軌道。3、太陽處于圓心，而行星圍繞太陽做勻速圓周運動。其向心力由太陽對行星的引力提供。第三頁，共二十二頁。1、求行星繞太陽做圓周運動的向心力2、求行星對太陽的引力第四頁，共二十二頁?！居懻摗扛鶕?jù)下列是當時可以測量的數(shù)據(jù)，如何證明月亮受力滿足“平方反比”的關系？ 地表重力加速度：g = 9.8m/s2 地球半徑： R = 6400103m 月亮周期： T = 27.3天2.36106s 月亮軌道半徑： r = 3 .84108m 60R？計算驗證：計算結果： 天體間的引力是由天體的質量決定的，它和蘋果落地的力是否相同呢？第五頁，共二十二頁。結

3、論：地球對地面物體的引力與天體間的引力，本質上是同一性質的力，遵循同一規(guī)律 天體間的引力是由天體的質量決定的，它和蘋果落地的力是否相同呢？第六頁，共二十二頁。萬有引力定律3、適用條件：可以看成質點的物體 或質量分布均勻球體 1、內容：宇宙間一切物體都是相互吸引的，兩個物體間的引力大小，跟它們的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。萬有引力常量：2、公式r 為兩個質點或球心之間的距離第七頁，共二十二頁。對萬有引力的理解普遍性：相互性：宏觀性：特殊性：任何客觀存在的有質量的物體之間都存在著這種吸引力。兩個物體相互作用的引力是一對作用力與反作用力，它們等大反向，分別作用于兩個物體上。對質量巨

4、大的天體間才現(xiàn)實的意義；分析地球表面物體受力時不需考慮。兩個物體間的萬有引力只與它們本身質量有關；與它們間的距離有關。第八頁，共二十二頁。萬有引力定律1、內容： 自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。3、G 為引力常量 2、表達式：質點 質點間的距離均勻球體 球心間的距離第九頁，共二十二頁。例題分析如圖所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質量分布均勻，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為（ ）A、B、C、D、D第十頁，共二十二頁。三、引力常量的測量 扭秤實驗1. 實驗原理： 科學方法放大法卡文迪許卡

5、文迪許實驗室第十一頁，共二十二頁。三、引力常量的測量扭秤實驗第十二頁，共二十二頁。三、引力常量的測量扭秤實驗2.實驗數(shù)據(jù) （1）G值為6.6710-11 Nm2/kg2 3.卡文迪許扭稱實驗的意義（1）證明了萬有引力的存在，使萬有引力定律進入了真正實用的時代（2）開創(chuàng)了微小量測量的先河，使科學放大思想得到推廣；（2）G值的物理含義： 兩個質量為1kg的物體相距1m時，它們之間萬有引力6.6710-11 N第十三頁，共二十二頁。例題分析對于萬有引力定律的表述式，下列說法中正確的是( )A、公式中G為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的B、當r趨近于零時，萬有引力趨于無窮大C、m1與m2受

6、到的引力大小總是相等的，方向相反，是一對平衡力D、m1與m2受到的引力大小總足相等的，而與m1、m2 是否相等無關AD第十四頁，共二十二頁。例題分析同桌的兩位同學,質量分別是50Kg，間距為0.5m，求它們之間的作用力多大？說明：一般物體間的萬有引力可忽略不計，天體間的萬有引力則決定天體的運動。第十五頁，共二十二頁。學習思考縱觀萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程，你覺得科學發(fā)現(xiàn)的一般過程是什么？你能概括一下嗎？ 例題3、科學研究過程的基本要素包含以下幾點：提出假設；對現(xiàn)象的一般觀察；通過試驗對推論進行檢驗；運用邏輯（包括數(shù)學）得出推論； 對假說進行修正和推廣。請按科學研究過程的順序將基本要素填入下圖（只填

7、序號）答案： 。第十六頁，共二十二頁。例題分析如下圖所示，在半徑R20cm、質量M168kg的均勻銅球中，挖去一球形空穴，空穴的半徑為要，并且跟銅球相切，在銅球外有一質量m1kg、體積可忽略不計的小球，這個小球位于連接銅球球心跟空穴中心的直線上，并且在空穴一邊，兩球心相距是d2m，試求它們之間的相互吸引力F1FF22.41109N第十七頁，共二十二頁。例題分析設行星繞恒星的運動軌道是圓，則其運行周期T的平方與其運行軌道半徑R的三次方之比為常數(shù)，即，那么k的大小決定于（ ）A、只與行星質量有關B、只與恒星質量有關C、與行星及恒星的質量都有關D、與恒星的質量及行星的速率有關B第十八頁，共二十二頁。

8、例題分析例題1：最近幾年，人們對探測火星十分感興趣，先后曾發(fā)射許多探測器。稱為“火星探路者”的火星探測器曾于1997年登上火星。2004年，又有“勇氣”號和“機遇“號探測器登上火星。已知地球質量約是火星質量的9.3倍，地球直徑約是火星直徑的1.9倍，探測器在地球表面和火星表面所受引力的比值是多少？分析與解答：設探測器的質量為m，根據(jù)萬有引力定律，它在地面與火星表面分別受到地球和火星的引力為和所以即探測器在地球表面受到的引力是在火星表面所受到引力的倍2.6 END第十九頁，共二十二頁。例題分析例2:質量為M的均勻實心球體半徑為R,球心為O點.在球的右測挖去一個半徑為R/2的小球,將該小球置于OO連線上距O為L的P點，O為挖去小球后空腔部分的中心，則大球剩余部分對P點小球的引力F為多少?OO第二十頁，共二十二頁。例題分析例3：已知某物體的質量為50kg，地球質量為M6.01024kg，赤道上的重力加速度約為g=9.78m/s2，赤道半徑約為r6.378106m，萬有引力常量G6.671011Nm2/kg2。試比較物體所受的重力和地球對它的萬有引力的大??？由比較的結果，你得到什么啟示？解：重力：Gmg=509.78N489N= 6.671011（6