7.2 萬(wàn)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)

公元前2世紀(jì)托勒密哥白尼1543年第谷1600年1619年宇宙級(jí)新春祝福2024年開(kāi)普勒第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行2萬(wàn)有引力定律伽利略一切物體都有合并的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)導(dǎo)致物體做圓周運(yùn)動(dòng)。開(kāi)普勒行星的運(yùn)動(dòng)是受到了來(lái)自太陽(yáng)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(zhuǎn)的物質(zhì)(以太)作用在行星上，使得行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)。胡克行星的運(yùn)動(dòng)是太陽(yáng)吸引的緣故，并且力的大小與到太陽(yáng)距離的平方成反比。思考：是什么原因使行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)？行星受到了太陽(yáng)對(duì)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(yáng)的距離的二次方成反比，但沒(méi)法證明在橢圓軌道規(guī)律也成立。F胡克哈雷任務(wù)1：探究行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式

牛頓在前人對(duì)慣性研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的思考，并深入的對(duì)力與運(yùn)動(dòng)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(wàn)有引力定律。探究行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式任務(wù)1行星的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，但還不知道求出橢圓運(yùn)動(dòng)加速度的運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，怎么辦？思考：能不能求出這個(gè)引力的大小和方向呢？任務(wù)1：探究行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式任務(wù)1：探究行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式行星軌道半長(zhǎng)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(jiǎn)化

行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可以看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)任務(wù)1：探究行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式思考1：生活中的勻速圓周運(yùn)動(dòng)遵從怎樣的動(dòng)力學(xué)規(guī)律？

太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力思考2：行星繞太陽(yáng)可看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，什么力提供向心力？任務(wù)1：探究行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式太陽(yáng)M行星mrvF向心力思考3：太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供向心力，這個(gè)力的大小有什么定量關(guān)系？

F′

由牛頓第三定律：行星對(duì)太陽(yáng)引力

行星與太陽(yáng)間引力表達(dá)式為引力方向沿著二者的連線

任務(wù)1：探究行星與太陽(yáng)間的引力表達(dá)式根據(jù)開(kāi)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(jiàn)，光影東頭？是天外空汗漫，但長(zhǎng)風(fēng)浩浩送中秋？飛鏡無(wú)根誰(shuí)系？姮娥不嫁誰(shuí)留？思考：蘋(píng)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(yàn)任務(wù)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(yùn)動(dòng)的加速度與物體在地面附近下落時(shí)的加速度比值是多少？利用已知行星與太陽(yáng)間引力公式推導(dǎo)月球加速度

任務(wù)2：月-地檢驗(yàn)任務(wù)2：月-地檢驗(yàn)牛頓時(shí)代已知：閱讀P51頁(yè)牛頓時(shí)代已知：自由落體加速度、地月距離、月球公轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動(dòng)的加速度與地面附近的重力加速度g有何關(guān)系？利用已知天文觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算月球加速度任務(wù)2：月-地檢驗(yàn)結(jié)論：

“天力”和“地力”遵從相同的規(guī)律行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的向心力由太陽(yáng)對(duì)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(zhuǎn)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(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》，提出萬(wàn)有引力定律。理解萬(wàn)有引力定律及引力常量測(cè)定任務(wù)3任務(wù)3：理解萬(wàn)有引力定律及引力常量測(cè)定宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個(gè)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(dá)式：1、萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容：3、方向：在兩個(gè)物體的連線上。4、適用條件:⑴對(duì)于可以看做質(zhì)點(diǎn)的物體，r為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離。m1m2r⑵對(duì)于質(zhì)量分布均勻的球體，r為兩個(gè)球心之間的距離。普遍性相互性宏觀性宇宙間任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間都存在著相互吸引的力兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間的萬(wàn)有引力是一對(duì)作用力和反作用力地面上的一般物體之間的萬(wàn)有引力比較小，與其他力比較可忽略不計(jì)，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(wàn)有引力起著決定性作用任務(wù)3：理解萬(wàn)有引力定律及引力常量測(cè)定當(dāng)

r趨近于0時(shí)，萬(wàn)有引力公式已不再適用，而不是引力

F趨于無(wú)窮大?？ㄎ牡鲜矊?shí)驗(yàn)方法：放大法英國(guó)物理學(xué)家__________通過(guò)實(shí)驗(yàn)推算出引力常量G的值。通常取G＝__________N·m2/kg2。卡文迪什6.67×10－11

任務(wù)3：理解萬(wàn)有引力定律及引力常量測(cè)定任務(wù)3：理解萬(wàn)有引力定律及引力常量測(cè)定科學(xué)探索的過(guò)程伽利略開(kāi)普勒笛卡爾胡克牛頓萬(wàn)有引力定律測(cè)出G卡文迪什最精準(zhǔn)測(cè)G羅俊團(tuán)