【高中物理】万有引力定律课件 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、7.2万有引力定律万有引力定律_Newtons Law of Universal Gravitation高一物理必修高一物理必修2思考思考:为什么行星会绕太阳运动呢？为什么行星会绕太阳运动呢？原因原因:太阳和行星之间存在引力太阳和行星之间存在引力!F F F F引引引引 Mm/rMm/rMm/rMm/r2 2 2 2写成等式：写成等式：写成等式：写成等式：F F F F引引引引=GMm/r=GMm/r=GMm/r=GMm/r2 2 2 2为什么月球不能飞离地球呢？为什么月球不能飞离地球呢？3苹苹果果落落地地“天上的力天上的力”和和“人间人间的力的力”是不是同一种力，是不是同一种力，遵循相同的规

2、律呢？遵循相同的规律呢？地球表面的重力是否地球表面的重力是否能延伸到很远的地方，会能延伸到很远的地方，会不会作用到月球上呢？不会作用到月球上呢？拉住月球使它围绕地拉住月球使它围绕地球运动的力，与拉着苹果球运动的力，与拉着苹果下落的力，以及行星与太下落的力，以及行星与太阳之间的作用力是不是真阳之间的作用力是不是真的是一种力，并遵循相同的是一种力，并遵循相同的规律呢的规律呢?行星绕太阳运动、月亮绕地球行星绕太阳运动、月亮绕地球运动、苹果落地、运动、苹果落地、这些现象这些现象引起了牛顿的沉思。引起了牛顿的沉思。牛顿大胆的猜想牛顿大胆的猜想:这些力是这些力是同一种性质同一种性质的力，的力，并且都并且都

3、遵从遵从与距离平方成与距离平方成反比反比的关系。的关系。月月月月-地检验地检验地检验地检验地表重力加速度：g=9.8 m/s2地球半径：R=6400103m月亮周期：T=27.3天2.36106 s月亮轨道半径：r 60R=3.84108m求月球绕地球的向心加速度求月球绕地球的向心加速度？分析：分析：根据向心加速度公式：根据向心加速度公式：a=4a=42 2r/Tr/T2 2=2.71=2.7110-3m/s2根据根据F引引=GMm/r2:即即地球表面：地球表面：对于月球：对于月球：结论：结论：验证成功验证成功万有引力定律万有引力定律内容内容：自然界中任何两个物体都互相自然界中任何两个物体都互

4、相 吸引吸引,引力的方向在它们的连线上，引力的引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量大小与物体的质量m1和和m2的乘积成正比的乘积成正比,与与它们之间距离它们之间距离r的二次方成反比。的二次方成反比。表达式表达式：G为引力常量为引力常量:G=6.6710-11 N m2/kg2，适用范围：r 是质点与质点之间的距离(或者是均匀球体球心之间的距离)。万有引力公式的适用范围：万有引力公式的适用范围：（1 1）万万有有引引力力存存在在于于一一切切物物体体之之间间，但但上上述述公公式式只能计算两只能计算两质点间的引力质点间的引力；即即两两物物体体的的形形状状和和大大小小对对它它们们之之间间的

5、的距距离离而而言言,影响很小影响很小,可以忽略不计可以忽略不计.（2 2）两两质质量量分分布布均均匀匀的的球球体体之之间间的的引引力力，也也可可用用上述公式计算，且上述公式计算，且r r为两球心间距离为两球心间距离；m1m2r10万有引力定律理解普遍性普遍性：任何两个物体之间都存在引力任何两个物体之间都存在引力，它是自然，它是自然界的物体间的基本相互作用之一。界的物体间的基本相互作用之一。相互性：相互性：两个物体之间相互作用的两个物体之间相互作用的引力是一对作用引力是一对作用力与反作用力力与反作用力，符合牛顿第三定律。，符合牛顿第三定律。(3)(3)宏观性宏观性：通常情况下万有引力非常小通常情

6、况下万有引力非常小，只有在质量巨，只有在质量巨大的大的天体间天体间或或天体与物体间天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义。它的存在才有宏观的物理意义。(4)(4)特殊性：特殊性：两个物体之间的万有引力两个物体之间的万有引力只与它们本身的质只与它们本身的质量和它们间的距离有关量和它们间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与，而与所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关。周围是否存在其他物体无关。11三、引力常量的测量引力常量的测量扭秤实验扭秤实验1、实验原理：科学方法放大法卡文迪许卡文迪许实验室卡文迪许扭秤实验卡文迪许扭秤实验2、实验结果：G=6.6710-11 Nm2/kg23、G

7、值的物理含义：两个质量为 1kg 的物体相距 1m 时，它们之间万有引力为 6.6710-11 N。4、卡文迪许扭称实验的意义：(1)(1)证明了万有引力的存在，使万有引力定证明了万有引力的存在，使万有引力定律进入了真正实用的时代；律进入了真正实用的时代；(2)(2)开创了微小量测量的先河，使科学放大开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到了推广。思想得到了推广。思考：我们人与人之间也一样存在万有我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？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 的同学相距 0.5 m 时之间的万有引力约有多大？6.6710-7 N

8、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。那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？已知：太阳的质量为M=2.01030 kg，地球质量为m=5.981024 kg，日、地之间的距离为R=1.51011 mF=GMm/R2 3.51022 N 非常大，能够拉断直径为 9000 km 的钢柱。=3.51022(N)而太阳对质量为 50 kg 的人，引力很小，不到 0.3 N。当然我们感受不到太阳的引力。例题2、如图所示，r 虽然大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，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()r1rr2D A公式中 G 为引力常量，它是由实验测

9、得 的，而不是人为规定的；B当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷 大；Cm1 与 m2 受到的引力总是大小相等的，与 m1、m2 是否相等无关；Dm1 与 m2 受到的引力总是大小相等、方 向相反的，是一对平衡力；例题3：对于万有引力定律的表达式 下面说法中正确的是()AC4.4.万有引力与重力万有引力与重力19（1 1）万有引力的一个分力提供物体随地球自转的万有引力的一个分力提供物体随地球自转的向心力，一个分力为重力。向心力，一个分力为重力。（4 4）重力随纬度的增大而增大。）重力随纬度的增大而增大。（5 5）由于随地球自转的向心力很小，所以若不）由于随地球自转的向心力很小，所以若不考虑地

10、球自转考虑地球自转,则则万有引力等于重力万有引力等于重力。（2 2）在南北极：）在南北极：（3 3）在赤道：）在赤道：20作业作业1 1：已知地球半径为已知地球半径为R R，地球表面的重力加速度，地球表面的重力加速度为为g g，若高空中某处的重力加速度为，若高空中某处的重力加速度为1/2 g1/2 g，则该处，则该处距地球表面的高度距地球表面的高度h h为多少？为多少？23解析：解析：地球表面上物体所受重力约等于地球对物体地球表面上物体所受重力约等于地球对物体的引力，则有的引力，则有离地面高度为离地面高度为h h处处由题意知由题意知解得解得 即即h h 是地球半径的是地球半径的 倍倍24答案：答案：D