1、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.太阳行星b=va三、三、万有引力定律万有引力定律二、二、月月-地检验地检验一、一、行星与太阳之间的引力行星与太阳之间的引力“太阳坐在它的皇位上，管理着围绕它的一切星球”哥白尼一、一、行星与太阳之间的引力行星与太阳之间的引力 行星为什么绕太阳做如此和谐而又有规律地椭圆运动？在行星的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使
2、得行星绕太阳运动。开普勒笛卡尔胡克牛顿(16431727)英国著名的物理学家 当年牛顿在前人研究的基础上，也经过类似同学这样的思考，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，如果说我看的比别人更远，那是因为我站在巨人的肩膀上。那是因为我站在巨人的肩膀上。思考：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？太阳行星a太阳行星r简化把行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物
3、理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）思考：太阳对行星的引力提供向心力，那么这个力大小有什么样定量关系？F太阳行星探究1:太阳对行星的引力F人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）科学探究消去v2mvFr2 rvT行星运行速度v容易观测吗？怎么办？32rkT224mrFT消去T2mFr224kmFr讨论为什么能从上式得到下式？人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42
4、页）科学探究2mFr关系式中m是受力天体还是施力天体的质量？探究1:太阳对行星的引力F请用中文描述这个关系式！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.F行星太阳F既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有引力吗？它有怎样定量的关系呢？人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）科学探究2mFr探究2:行星对太阳的引力FF行星太阳F类比法牛 三2MFr行星对太阳的引力F跟太阳的质量成正比，与行星、太阳距离的二次方成反比.太阳对行星的引力跟受力星体的质量成正比，与
5、行星、太阳距离的二次方成反比.人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）科学探究2mFr探究3:太阳与行星间的引力类比法牛 三2MFrF 和F 是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式有什么关系？牛三2MmFr2MmF=GrG为比例系数，与太阳、行星无关。方向：沿着太阳与行星间的连线。人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）答案答案 与太阳的
6、质量与太阳的质量M成正比成正比根据牛顿第三定律，行星对太阳的力与太阳对行星的力是一对相根据牛顿第三定律，行星对太阳的力与太阳对行星的力是一对相互作用的性质相同的力，据此推知行星对太阳互作用的性质相同的力，据此推知行星对太阳(受力物体受力物体)的力的力F有怎样的关系？有怎样的关系？即即 F2Mr由上述由上述2、3结论，结合结论，结合FF可猜测太阳与行星间的引力满足什可猜测太阳与行星间的引力满足什么关系式？么关系式？答案答案 F2Mr F若这两个力相等若这两个力相等，2Mr人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有
7、引力定律PPT（共42页）古人观点牛顿思考理论演算总结规律建模理想化类比人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）1、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（）A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第
8、七章第二节万有引力定律PPT（共42页）地球表面的重力能否延伸到很远的地方，会不会作用到月球上？地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢？拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力也许真的是同一种力，遵循相同的规律?牛顿的思考二、二、月月-地检验地检验人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）这些力是同一种性质的力，并且都 当然这仅仅是猜想，还需要事实来检验！人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42
9、页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）Rr“月地”检验示意图检验目的：地球和月球之间的吸引力是否 与地球吸引苹果的力为同一种力检验原理：根据牛顿第二定律，知：,12rF 由于月地检验Rr60且地表月轨道故F6012FmgmaF地表月轨道月轨道F,mgma2601月轨道ga2601月即人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）Rr“月地”检验示意图地表重力加速度：g=9.8 m/s2地球半径：R=6400103m月球周期：T=27.3天2.361
10、06 s月球轨道半径：r60R=3.84108m求：月球绕地球的向心加速度？即证明月地检验ga2601月即人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）Rr“月地”检验示意图根据向心加速度公式,有：=2.7210-3m/s2即：月地检验2224Trra月82621084.31036.214.34月ag2601人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）1、内容：自然界中任何两个物体都
11、是互相吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比.的质量）物体的质量：物体（得出：行星质量）：太阳质量（、表达式：由2:,1:,2212212mmrmmGFmMrMmGF三、三、万有引力定律万有引力定律人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）122m mFGr(1)引力常量适用于任何两个物体；(2)意义：在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力。G:引力常量 6.6710-11Nm2/kg222212221/3kgmNGmmFrGr
12、mmGF的单位：可知、由人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）100多年后，由英国物理学家卡文迪许测出G值的测量：卡文迪许扭秤实验第一个能称出地球质量的人人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）扭秤装置T形架金属丝平面镜光源刻度尺人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共
13、42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）扭秤实验的测量结果万有引力常量卡文迪许扭秤实验的意义：(1)证明了万有引力的存在，并测得引力常量G,使万有引力定律进入了真正实用的时代；(2)开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到了推广人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）思考：我们人与人之间也应该存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？例题1、估算两个质量 50 kg
14、 的同学相距 0.5 m 时之间的万有引力约有多大？=6.6710-7 N 是一粒芝麻重的几千分之一，这么小的力人根本无法察觉到。解：NrmGmF2112215.050501067.6人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）例题2：那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？（太阳的质量为M=2.01030 kg，地球质量为m=6.010
15、24 kg，日、地之间的距离为=1.51011 m)3.51022 N 非常大，能够拉断直径为 9000 km 的钢柱=3.51022N解：万有引力的宏观性NrGMmF2112430112105.1100.6100.21067.6人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）（2）相互性:因为万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，具有相互性，符合牛顿第三定律。（4）宏观性:在通常情况下，万有引力非常小，只有质量巨大的星球间或天体与附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义，故在分析地球表面
16、物体受力时，不考虑地面物体之间的万有引力，只考虑地球对地面物体的引力。（1）普遍性:因为自然界中任何两个物体都相互吸引，任何有质量的物体之间都存在着相互作用的吸引力。两物体间的引力，只与它们的质量及距离有关，不管它们之间是否还有其它作用力应用条件 直接利用公式计算引力的三种情况：1）可视为质点的两物体间的引力；2）两质量均匀分布的球体间的引力；3）一质量均匀分布的球体和一质点间的引力；4）r=0时，不适用。注意：式中的r，1)对于相距很远可以看作质点的物体，就是指两个质点的距离；2)对于均匀球体，指的是两球心间的距离；3)对于一均匀球体和一质点，指的是质点和球心间的距离。人教版（2019版）高
17、一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）(1)重力产生原因：是由于地球对物体的吸引而产生的 OF向mgF地球上物体的向心力F向=m2r是引力F的一个分力引力F的另一个分力就是通常所说的重力mg(2)重力随纬度的变化情况：重力会随着纬度的增加而增大，赤道上的物体移到两极时，重力增加约千分之五.在粗略的计算中,020MmmgGR(3)重力随高度的变化情况:质量为m的物体，位于高度h处引力为2()MmFGRh当h增大时,引力减小,重力也跟着减小.万有引力和重力的关系万有引力和重力的关系例例1 1对于质量为对于质
18、量为m1和质量为和质量为m2的两个的两个物体间的万有引力的表达式物体间的万有引力的表达式 ，下列说法正确的是下列说法正确的是()A公式中的公式中的G是引力常量，它是由实验是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的得出的，而不是人为规定的B当两物体间的距离当两物体间的距离r趋于零时，万有趋于零时，万有引力趋于无穷大引力趋于无穷大Cm1和和m2所受引力大小总是相等的，所受引力大小总是相等的，而与而与m1、m2是否相等无关是否相等无关D两个物体间的引力总是大小相等、两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力方向相反的，是一对平衡力AC引力常量引力常量G扭秤实验测定扭秤实验测定物体不能
19、视为质点物体不能视为质点万有引力定律万有引力定律不成立不成立作用力和反作用力作用力和反作用力等大反向等大反向人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）针对训练针对训练下面关于行星与太阳间的引下面关于行星与太阳间的引力的说法中，正确的是力的说法中，正确的是()A行星对太阳的引力与太阳对行星的行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力引力是同一性质的力B行星对太阳的引力与太阳的质量成行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关正比，与行星的质量无关C太阳对行星的引力大于行星对
20、太阳太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力的引力D行星对太阳的引力大小与太阳的质行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星和太阳的距离成反比量成正比，与行星和太阳的距离成反比A2MmFGr作用力和反作用力作用力和反作用力等大反向等大反向与质量乘积成正比，与质量乘积成正比，与距离的平方成反比与距离的平方成反比人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）人教版（2019版）高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT（共42页）例例2 一名宇航员来到一个星球上，如一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的果该星球的质量是地球质量的一半，它的直
21、径也是地球直径的一半，那么这名宇航直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的地球上所受万有引力大小的()A0.25倍倍 B0.5倍倍 C2倍倍 D4倍倍C2MmFGr=万12MM=星地12rr=星地例例3 在离地面高度等于地球半径在离地面高度等于地球半径的高度处，重力加速度的大小是的高度处，重力加速度的大小是地球表面的重力加速度大小的地球表面的重力加速度大小的()A2倍倍 B1倍倍 C.倍倍 D.倍倍1214DRgg由由“平方反比平方反比”规律规律4、如图所示，r 虽然大于两球的半径，但两球的半径不能忽略
22、，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为()r1rr2122Am mGr、12212C()m mGrr+、12212D ()m mGrrr+、1221B m mGr、D公式中的r应为球心之间的距离课堂要点小结课堂要点小结万万有有引引力力定定律律万有引力定律的推导万有引力定律的推导万有引力定律万有引力定律万有引力的特征万有引力的特征引力常量引力常量内容内容表达式：表达式：测定人：英国物理学家测定人：英国物理学家大小：大小：G6.671011 Nm2/kg2普遍性普遍性相互性相互性宏观性宏观性2MmFGr自我检测区自我检测区12341(万有引力定律的发现万有引力定律的发
23、现)在牛顿发现太在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是骤，这一步骤采用的论证方法是()A研究对象的选取研究对象的选取 B理想化过程理想化过程C类比类比 D等效等效1234C（m是行星的质量是行星的质量）2mFr太阳对行星的引力太阳对行星的引力F行星对太阳的引力行星对太阳的引力F类类比比2 2(对万有引力定律的理解对万有引力定律的理解)关于万有引力关于万有引力定律定律 ，下列说法中正确的是，下
24、列说法中正确的是()A牛顿是在开普勒揭示的行星运动规律牛顿是在开普勒揭示的行星运动规律的基础上，发现了万有引力定律，因此万的基础上，发现了万有引力定律，因此万有引力定律仅适用于天体之间有引力定律仅适用于天体之间B卡文迪许首先用实验比较准确地测定卡文迪许首先用实验比较准确地测定了引力常量了引力常量G的数值的数值C两物体各自受到对方的引力的大小不两物体各自受到对方的引力的大小不一定相等，质量大的物体受到的引力也大一定相等，质量大的物体受到的引力也大D万有引力定律对质量大的物体适用，万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用对质量小的物体不适用1234B万有引力定律适用于万有引力定律适用于
25、所有物体所有物体间间卡文迪许卡文迪许卡文迪许卡文迪许扭秤扭秤实验实验牛顿第三定律：牛顿第三定律：FF=万万12343(万有引力定律的应用万有引力定律的应用)某实心匀某实心匀质球半径为质球半径为R，质量为，质量为M，在球外，在球外离球面离球面h高处有一质量为高处有一质量为m的质点，的质点，则其受到的万有引力大小为则其受到的万有引力大小为()A BC DB2MmGR2()MmGRh2MmGh22MmGRhhF万R2MmFGr=万2()MmGRh+=r=R+h匀质球可看成质量匀质球可看成质量集中于球心上集中于球心上的质点的质点4.(万有引力与重力的关系万有引力与重力的关系)假如地球自转假如地球自转速度增大，关于物体的重力，下列说法中速度增大，关于物体的重力，下列说法中正确的是正确的是()A放在赤道地面上物体的万有引力不变放在赤道地面上物体的万有引力不变B放在两极地面上物体的重力不变放在两极地面上物体的重力不变C放在赤道地面上物体的重力减小放在赤道地面上物体的重力减小D放在两极地面上物体的重力增大放在两极地面上物体的重力增大2MmFGr万=ABC1234F万N与角速度无关与角速度无关F万N2FNmr-=万NG=赤道上：赤道上：FNG=万两极上：两极上：
