湖南省长沙市长郡中学人教版高中物理必修二6.3 万有引力定律 课件 (共36张PPT)

二、万有引力定律
1. 公式： F=Gm1m2/r2 2.引力常量：
G=6.67×10－11Nm2/kg2，数值上 等于两个质量均为1kg的物体相距1米 时它们之间的相互吸引力。
3. 引力常量G的测定方法及意义：
卡文迪许扭称实验 •其意义是用实验证明了万有引力的 存在，使得万有引力定律有了真正
的使用价值。
4. 万有引力与重力：
O1

O
【深入探究】万有引力和重力之间有何关系？
4. 万有引力与重力：
O1

F向
O F万
G
【例】设地球的质量为M，赤道 半径R，自转周期T，则地球赤道上质
量为m的物体所受重ห้องสมุดไป่ตู้的大小为？
（式中G为万有引力恒量）
【例】设地球的质量为M，赤道 半径R，自转周期T，则地球赤道上质
一、月--地实验介绍
牛顿根据月球周期27.3天和轨道半径(60倍R地), 计算出月球绕地球做圆周运动的向心加速度为：
4 2 r a 2 2.74 10 3 m/s 2 T
一个物体在地球表面的加速度为：g=9.8m/s2 若把这个物体移到月球轨道的高度，其加速 度也应是月球的向心加速度之值.
因为月心到地心的距离是地球半径的60 倍，即：
因为月心到地心的距离是地球半径的60 倍，即：
1 a 2 g 2.72 10 3 m/s 2 60
因为月心到地心的距离是地球半径的60 倍，即：
1 a 2 g 2.72 10 3 m/s 2 60
两个结果非常接近，这一发现为牛顿发 现万有引力定律提供了有利的论据，即地球 对地面物体的引力与天体间的引力本质是同 一种力，遵循同一规律。
D. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线
速度v和运行周期T
【问题三】如何知道一个天体的密度?
3. 一飞船在某行星表面附近沿圆轨
道绕该行星飞行，若认为行星是密度均
匀的球体，那么要确定该行星的密度，
题型一
万有引力定律的适用条件及灵活应用
【例1】如图所示, 阴 影区域是质量为M、半径 为R的球体挖去一个小圆 球后的剩余部分. 所挖去
2R
O O P
的小圆球的球心O和大球体球心间的距 离是R/2. 求球体剩余部分对球体外离球 心O距离为2R、质量为m的质点P的引力.
23GMm/100R2
【深入探究】万有引力和重力之间有何关系？
量为m的物体所受重力的大小为？
（式中G为万有引力恒量）
GMm/R2－42mR/T2
万有引力的成就》
一、行星运动的处理方法----两个基本点
1. 匀速圆周运动---万有引力作为向心力：
2. 万有引力等于重力：
一、行星运动的处理方法----两个基本点
1. 匀速圆周运动---万有引力作为向心力：
v 2 2 Mm 2 G 2 m m r m( ) r r T r 2 m( 2f ) r ma
课堂训练
1. 用火箭把宇航员送到月球上，
如果他已知月球的半径，那么他用一
个弹簧测力计和一个已知质量的砝
码，能否测出月球的质量？应怎么测
定？
2. 已知利用下列哪些数据，可以“称” 出地球的质量（ ） A. 已知地球半径R和地面的重力加速度g B. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨 道半径r和运行周期T C. 已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半 径r和线速度v
Mm mg G 2 R
gR M G
2
【问题二】如何知道一个未知天体的质量?
【问题二】如何知道一个未知天体的质量?
卫星
未知天体
【问题二】如何知道一个未知天体的质量?
卫星
未知天体
4 r M 2 GT
2 3
思考：1.此方法能求解卫星的质量吗？不同 卫星绕太阳运动的半径、周期不同，这种方法能 否保证用不同卫星计算出的太阳质量一样？
万有引力定律
一、月--地实验介绍
牛顿根据月球周期27.3天和轨道半径(60倍R地), 计算出月球绕地球做圆周运动的向心加速度为：
一、月--地实验介绍
牛顿根据月球周期27.3天和轨道半径(60倍R地), 计算出月球绕地球做圆周运动的向心加速度为： 2 4 r 3 2 a 2 2.74 10 m/s T
“科学真是迷人”－测地球的质量
【问题一】如果要知道地球的质量， 应该知道哪些条件？ 地表重力加速度: g = 9.8m/s2 地球半径： R = 6400km 引力常量： G=6.67×10-11Nm2/kg2
Mm mg G 2 R
“科学真是迷人”－测地球的质量
【问题一】如果要知道地球的质量， 应该知道哪些条件？ 地表重力加速度: g = 9.8m/s2 地球半径： R = 6400km 引力常量： G=6.67×10-11Nm2/kg2
一、月--地实验介绍
牛顿根据月球周期27.3天和轨道半径(60倍R地), 计算出月球绕地球做圆周运动的向心加速度为： 2 4 r 3 2 a 2 2.74 10 m/s T 一个物体在地球表面的加速度为：g=9.8m/s2
一、月--地实验介绍
牛顿根据月球周期27.3天和轨道半径(60倍R地), 计算出月球绕地球做圆周运动的向心加速度为： 2 4 r 3 2 a 2 2.74 10 m/s T 一个物体在地球表面的加速度为：g=9.8m/s2 若把这个物体移到月球轨道的高度，其加速 度也应是月球的向心加速度之值，根据开普勒第 三定律可以导出：
2
2. 万有引力等于重力：
Mm G 2 mg R
即 : GM gR
2
“科学真是迷人”－测地球的质量
【问题一】如果要知道地球的质量， 应该知道哪些条件？
“科学真是迷人”－测地球的质量
【问题一】如果要知道地球的质量， 应该知道哪些条件？ 地表重力加速度: g = 9.8m/s2 地球半径： R = 6400km 引力常量： G=6.67×10-11Nm2/kg2
•开创了测量弱力的新时代 •推动了天文学的发展。
题型一
万有引力定律的适用条件及灵活应用
【例1】如图所示, 阴 影区域是质量为M、半径 为R的球体挖去一个小圆 球后的剩余部分. 所挖去
2R
O O P
的小圆球的球心O和大球体球心间的距 离是R/2. 求球体剩余部分对球体外离球 心O距离为2R、质量为m的质点P的引力.