【公開課】萬有引力定律+課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

開普勒三定律開普勒第一定律——軌道定律所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開普勒第二定律——面積定律對(duì)任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等的時(shí)間掃過的面積相等。開普勒第三定律——周期定律所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。太陽行星復(fù)習(xí)回顧閱讀教科書P49，了解科學(xué)家們的探究歷程。是什么原因使行星繞太陽運(yùn)動(dòng)呢？7.2萬有引力定律伽利略行星的運(yùn)動(dòng)是受到了來自太陽的類似于磁力的作用

，與距離成反比。

行星的運(yùn)動(dòng)是太陽吸引的緣故，并且力的大小與到太陽距離的平方成反比。在行星的周圍有旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運(yùn)動(dòng)。開普勒笛卡爾胡克一切物體都有合并的趨勢(shì)?？茖W(xué)的足跡科學(xué)的足跡

牛頓(1643—1727)英國著名的物理學(xué)家

當(dāng)年牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，并憑借其超凡的數(shù)學(xué)能力和堅(jiān)定的信念，深入研究，最終發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律。牛頓在1676年給友人的信中寫道：

如果說我看的比別人更遠(yuǎn)，那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀?/p>

建立模型

行星的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是橢圓運(yùn)動(dòng)，但我們還不了解橢圓運(yùn)動(dòng)規(guī)律，那應(yīng)該怎么辦？能把它簡化成什么運(yùn)動(dòng)呢？太陽行星a建立模型太陽行星r太陽行星a

既然把行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡化為圓周運(yùn)動(dòng)。那么行星繞太陽運(yùn)動(dòng)可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是變速圓周運(yùn)動(dòng)？

行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，那什么力來提供做向心力？這個(gè)力的方向怎么樣？簡化建立模型太陽對(duì)行星的引力提供作為向心力，那這個(gè)力大小與哪些因素有關(guān)？F太陽

Ｍ行星

ｍｒＶ科學(xué)探究消去v行星運(yùn)行速度v容易觀測(cè)？怎么辦？消去T討論科學(xué)探究關(guān)系式中m是受力天體還是施力天體的質(zhì)量？探究1:

太陽對(duì)行星的引力F請(qǐng)用中文描述這個(gè)關(guān)系式！太陽對(duì)行星的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.F行星太陽F′既然太陽對(duì)行星有引力，那么行星對(duì)太陽有引力？它有怎么樣定量的關(guān)系？探究2:

行星對(duì)太陽的引力F′F行星太陽F′行星對(duì)太陽的引力F′跟太陽的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.太陽對(duì)行星的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比，與行星、太陽距離的二次方成反比.類比法牛頓第三定律科學(xué)探究探究3:

太陽與行星間的引力FF和F′是一對(duì)作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太陽質(zhì)量M、行星質(zhì)量m的關(guān)系式有什么關(guān)系？牛頓第三定律G為比例系數(shù)，與太陽、行星無關(guān)。方向：沿著太陽與行星間的連線類比法牛頓第三定律科學(xué)探究蘋果落地、高處物體落地、月球繞地球旋轉(zhuǎn)……這些現(xiàn)象引起了牛頓的沉思。一、萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)牛頓的思考：（１）“天上的力”和“人間的力”是同一種力嗎？（２）地球表面的重力是否能延伸到月球軌道？牛頓的猜想：蘋果與月球受到的引力可能是同一種力!證明：蘋果、月球受力滿足“平方反比”的關(guān)系2rMmGF=2rMGa=Fma=牛頓第二定律：加速度月-----地檢驗(yàn)月球公轉(zhuǎn)的向心加速度等于地面附近加速度（自由落體加速度）的1/602。月球到地球的距離為地球半徑的60倍2rMGa=

當(dāng)時(shí)已知的一些量：地球表面重力加速度：g=9.8m/s2

地球半徑：R=6400km

月亮周期：T=27.3天≈2.36×106s

月亮軌道半徑：r≈60R ？計(jì)算驗(yàn)證：計(jì)算結(jié)果：

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上，引力的大小跟這兩個(gè)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.2.表達(dá)式：二、萬有引力定律1.G-----引力常量（1）單位：N.m2/kg2（2）標(biāo)準(zhǔn)值：G=6.67408×

10-11N.m2/kg2常用值：G=6.67×10-11N.m2/kg2理解：2.r----兩物體間距離【當(dāng)堂檢測(cè)1】如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球，質(zhì)量分別為m1與m2，球的半徑分別為r1、r2，則兩球間萬有引力的大小為r1rr2A.B.C.D.D(1)若可以看做質(zhì)點(diǎn),則為兩質(zhì)點(diǎn)間距離.(2)質(zhì)量分布均勻的球體,應(yīng)是兩球體球心間距離.2.r----兩物體間距離3.適用條件：兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的相互作用

A．公式中G

為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，而不是人為規(guī)定的B．當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力趨近于無窮大C．m1

與m2

受到的引力總是大小相等的，與m1、m2

是否相等無關(guān)D．m1

與m2

受到的引力總是大小相等、方向相反的，是一對(duì)平衡力【當(dāng)堂檢測(cè)2】(多選)對(duì)于萬有引力定律的表達(dá)式

，

下面說法中正確的是AC

我們?nèi)伺c人之間也一樣存在萬有引力，可是為什么我們感受不到呢？

假設(shè)質(zhì)量均為60千克的兩位同學(xué)，相距1米，他們之間的相互作用的萬有引力多大？2.4×10-7N是一粒芝麻重的幾千分之一，這么小的力人根本無法察覺到。太陽與地球之間的萬有引力又是多大呢？已知：太陽的質(zhì)量為M=2.0×1030kg，地球質(zhì)量為m=6.0×1024kg，日地之間的距離為r=1.5×1011m3.5×1022N非常大，能夠拉斷直徑為90km的鋼柱

而太陽對(duì)質(zhì)量為50kg的人，引力很小，不到0.3N。當(dāng)然我們感受不到太陽的引力。三、引力常量的測(cè)量——扭秤實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)原理：

科學(xué)方法——放大法卡文迪什卡文迪什實(shí)驗(yàn)室2.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

G值為6.75×10-11N.m2/kg2教科書P53【拓展學(xué)習(xí)】--引力常量的測(cè)量3.卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)的意義①證明了萬有引力的存在，使萬有引力定律進(jìn)入了真正實(shí)用的時(shí)代；②開創(chuàng)了微小量測(cè)量的先河，使科學(xué)放大思想得到推廣.【鞏固訓(xùn)練】一個(gè)物體在地球表面所受的重力為G，則在距地面高度為地球半徑的2倍時(shí)，所受引力為A.G/2B.G/3C.