7.2 萬有引力定律 課件高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

公元前2世紀托勒密哥白尼1543年第谷1600年1619年宇宙級新春祝福2024年開普勒第七章萬有引力與宇宙航行2萬有引力定律伽利略一切物體都有合并的趨勢，這種趨勢導致物體做圓周運動。開普勒行星的運動是受到了來自太陽的類似于磁力的作用，與距離成反比。笛卡爾在行星的周圍有旋轉的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽運動。胡克行星的運動是太陽吸引的緣故，并且力的大小與到太陽距離的平方成反比。思考：是什么原因使行星繞太陽運動？行星受到了太陽對它的引力，證明了如果行星的軌道是圓形的，其所受的引力大小跟行星到太陽的距離的二次方成反比，但沒法證明在橢圓軌道規(guī)律也成立。F胡克哈雷任務1：探究行星與太陽間的引力表達式

牛頓在前人對慣性研究的基礎上，經(jīng)過長期的思考，并深入的對力與運動的研究，證明橢圓軌道下引力與距離平方成反比，并闡述普遍意義下的萬有引力定律。探究行星與太陽間的引力表達式任務1行星的實際運動軌跡為橢圓，但還不知道求出橢圓運動加速度的運動學公式，怎么辦？思考：能不能求出這個引力的大小和方向呢？任務1：探究行星與太陽間的引力表達式任務1：探究行星與太陽間的引力表達式行星軌道半長軸a(106km)軌道半短軸b(106km)水星57.956.7金星108.2108.1地球149.6149.5火星227.9226.9木星778.3777.4土星1427.01424.8天王星2882.32879.1海王星4523.94523.8簡化

行星繞太陽的運動可以看做勻速圓周運動任務1：探究行星與太陽間的引力表達式思考1：生活中的勻速圓周運動遵從怎樣的動力學規(guī)律？

太陽對行星的引力提供行星做圓周運動的向心力思考2：行星繞太陽可看做勻速圓周運動，什么力提供向心力？任務1：探究行星與太陽間的引力表達式太陽M行星mrvF向心力思考3：太陽對行星的引力提供向心力，這個力的大小有什么定量關系？

F′

由牛頓第三定律：行星對太陽引力

行星與太陽間引力表達式為引力方向沿著二者的連線

任務1：探究行星與太陽間的引力表達式根據(jù)開普勒第三定律《木蘭花慢·可憐今夕月》宋

辛棄疾可憐今夕月，向何處、去悠悠？是別有人間，那邊才見，光影東頭？是天外空汗漫，但長風浩浩送中秋？飛鏡無根誰系？姮娥不嫁誰留？思考：蘋果和地球之間的作用力與月球和地球之間的作用力性質(zhì)相同嗎？月—地檢驗任務21.已知月心到地心的距離約為地球半徑的60倍，則月球繞地球做圓周運動的加速度與物體在地面附近下落時的加速度比值是多少？利用已知行星與太陽間引力公式推導月球加速度

任務2：月-地檢驗任務2：月-地檢驗牛頓時代已知：閱讀P51頁牛頓時代已知：自由落體加速度、地月距離、月球公轉周期

2.地表重力加速度：g=9.8m/s2，月球周期：T=27.3天≈2.36×106s，月地距離：r≈3.84×108m，得出月球繞地球轉動的加速度與地面附近的重力加速度g有何關系？利用已知天文觀測數(shù)據(jù)計算月球加速度任務2：月-地檢驗結論：

“天力”和“地力”遵從相同的規(guī)律行星繞太陽公轉的向心力由太陽對行星的引力提供物體的自由落體加速度由地球?qū)ξ矬w的引力產(chǎn)生類比月球繞地球公轉的向心力由地球?qū)υ虑虻囊μ峁╊惐炔孪牒侠硗馔埔磺形矬w間都存在引力1687年牛頓發(fā)表《自然哲學之數(shù)學原理》，提出萬有引力定律。理解萬有引力定律及引力常量測定任務3任務3：理解萬有引力定律及引力常量測定宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個物體間引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。2、表達式：1、萬有引力定律的內(nèi)容：3、方向：在兩個物體的連線上。4、適用條件:⑴對于可以看做質(zhì)點的物體，r為兩個質(zhì)點之間的距離。m1m2r⑵對于質(zhì)量分布均勻的球體，r為兩個球心之間的距離。普遍性相互性宏觀性宇宙間任何兩個有質(zhì)量的物體之間都存在著相互吸引的力兩個有質(zhì)量的物體之間的萬有引力是一對作用力和反作用力地面上的一般物體之間的萬有引力比較小，與其他力比較可忽略不計，但在質(zhì)量巨大的天體之間或天體與其附近的物體之間，萬有引力起著決定性作用任務3：理解萬有引力定律及引力常量測定當

r趨近于0時，萬有引力公式已不再適用，而不是引力

F趨于無窮大。卡文迪什實驗方法：放大法英國物理學家__________通過實驗推算出引力常量G的值。通常取G＝__________N·m2/kg2?？ㄎ牡鲜?.67×10－11

任務3：理解萬有引力定律及引力常量測定任務3：理解萬有引力定律及引力常量測定科學探索的過程伽利略開普勒笛卡爾胡克牛頓萬有引力定律測出G卡文迪什最精準測G羅俊團