【高中物理】萬有引力定律 課件 2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行

7.2萬有引力定律

地心說行星的運(yùn)動的認(rèn)識歷程日心說

托勒密精確觀天大量天體

觀察數(shù)據(jù)行星運(yùn)動定律開普勒行星運(yùn)動定律開普勒第一定律（橢圓定律）：所有行星繞太陽的軌道都是橢圓，

太陽處于橢圓的一個焦點(diǎn)上。開普勒第二定律（面積定律）：

對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等。同一顆行星在近日點(diǎn)的速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率.

k

只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)高中階段對行星運(yùn)動的近似化研究：

行星的運(yùn)動看作為勻速圓周運(yùn)動處理，對應(yīng)的半長軸a即為圓的半徑r。什么原因使行星繞太陽運(yùn)動？

→行星與太陽間的引力勤于思考提出問題提供了行星做勻速圓周運(yùn)動的向心力引力方向：沿二者連線引力大小？抽絲剝繭

融會貫通設(shè)行星的質(zhì)量為m，公轉(zhuǎn)周期為T，行星與太陽間的距離為

r，則行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的向心力為，

即

行星與太陽的引力太陽對不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比抽絲剝繭

融會貫通

即

行星與太陽的引力

G為比例系數(shù)，與太陽、行星的質(zhì)量無關(guān)方向：沿著太陽和行星的連線大膽假設(shè)推理論證“天上”的力與“地上”的力是同一種性質(zhì)的力嗎?大膽假設(shè)推理論證假設(shè)地球與月球間的作用力與太陽與行星

（地球）間的作用力是同一種力，設(shè)月地距離為r，那么，地球與月球之間的作用力可以表示為，

根據(jù)牛頓第二定律，月球繞地球做圓周運(yùn)動的向心加速度

驗(yàn)證猜想：月—地檢驗(yàn)大膽假設(shè)推理論證假設(shè)地球?qū)μO果的吸引力也是同一種力，設(shè)地球半徑為R，那么，地球與蘋果之間的作用力可以表示為，

根據(jù)牛頓第二定律，蘋果的自由落體加速度可以表示為，

所以

驗(yàn)證猜想：月—地檢驗(yàn)大膽假設(shè)推理論證

驗(yàn)證它！已知自由落體加速度g

為9.8m/s2

，月球中心距離地球中心的距離為3.8×108m，月球公轉(zhuǎn)周期為27.3d，約2.36×106s驗(yàn)證過程：根據(jù)向心加速度公式，有，

驗(yàn)證猜想：月—地檢驗(yàn)解放思想云開月明是否任意兩個物體之間都存在這樣的吸引力呢？自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，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r

的二次方成反比，即

G

是比例系數(shù)，適用于任何兩個物體，牛頓并未測得。普遍性相互性宏觀性萬有引力定律解放思想云開月明萬有引力定律萬有引力公式的適用范圍：1.萬有引力存在于一切物體之間，但萬有引力公式只能計算兩質(zhì)點(diǎn)間的引力；即兩物體的形狀和大小對它們之間的距離而言，影響很小，可以忽略不計。2.兩質(zhì)量分布均勻的球體之間的引力，也可以用萬有引力公式計算，r為兩球心間的距離下列關(guān)于萬有引力的說法，正確的是（

）A.兩物體間的萬有引力總是大小相等、方向相反，是一對平衡力

D.設(shè)想把一物體放到地球的中心（地心），則該物體受到地球的萬有引力無窮大

C引力常量的測量想一想：引力常量的測量用到了什么物理方法？初中階段你有接觸過類似的方法嗎？巧妙設(shè)計化“無形”為“有形”放大法引力常量的測量重要意義：1.證明了萬有引力的存在；2.開創(chuàng)了測量弱力的新時代；3.使萬有引力定律有了真正的實(shí)用價值：(1)可測天體的質(zhì)量，平均密度等。如：卡文迪許把自己的實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球的重量”(2)發(fā)現(xiàn)未知天體。如：被人們稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”海王星的發(fā)現(xiàn)。課堂小結(jié)萬有引力定律：1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，方向在它們的連線上，引力的大小跟這兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比。

引力常量