7.2太阳与行星间的引力教学课件 新人教版必修2
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高中物理人教版必修二 6.2太阳与行星间的引力课件(共26张PPT)
追寻牛顿的足迹 如果认为行星绕太阳做匀速圆周运动， 那么，太阳对行星的引力F应为行星所受的 向心力 1、设行星的质量为m，速度为v，行星到 太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆 周运动的向心力太阳对行星的引力来提供
v F m r
2
追寻牛顿的足迹 2、天文观测难以直接得到行星的速度v， 但可以得到行星的公转周期T 有
科 学 探 究
mv F r
2
行星运行速度v容易 观测？怎么办？
消去v
2 r v T
4 km F 2 r
2
4 mr F 2 T
2
消去T
r ＝ k 2 T
讨论
3
m F 2 r
为什么能从左式得到右式？
科 探究1: 太阳对行星的引力F 学 m 请用中文描述 探 太阳对行星的引力跟 关系式中 m 是受 究 F 2 这个关系式！ 受力星体的质量成正 r 力天体还是施力 比，与行星、太阳距 天体的质量？ 离的二次方成反比. 既然太阳对 行星有引力， 那么行星对 太阳有引力？ 它有怎么样 定量的关系？
合并趋势
伽利略
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致
物体做圆周运动。
太阳引力
胡克
哈雷
太阳引力
胡克
哈雷
F F
太阳引力
胡克
哈雷
F F
胡克、哈雷等: 受到了太阳对它的引力，证明了如果行星 的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离 的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。
如果行星的轨道是 椭圆形 的，其所 受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次 方成反比吗？
行 星
F
F′
太 阳
科 探究2: 行星对太阳的引力F′ 学 太阳对行星的引力跟受力星 m 体的质量成正比，与行星、 探 究 F 2 太阳距离的二次方成反比.
高中物理必修二 .2太阳和行星间的引力ppt课件
精品课件1知识源自接：轨道定律1、行星的运动有什么规律： 面积定律 周期定律
2、牛顿力学指出： 力是改变V （包括速度方向）的原因。
精品课件
2
思考： 1、行星受到力的作用吗？为什么？ 2、行星受力方向大致向哪里？
是指向椭圆中心吗？为什么？
行星受到的力是来 自于太阳对它的吸 引力
精品课件
3
设行星从A经B运动到C，请画出A、C两处的V方 向和受力方向，并分析两处速度怎样变化？
这表明：太阳对不同行星的引力， 与行星的质量成正比，与行星和 太阳间的距离的二次方成反比。
精品课件
6
力是相互作用的，那行星对太阳的引力 是多少呢？
F
4
2k
m r2
F
m r2
行
太
星 F F`
阳
精品课件
7
太阳对行星的引力：
F
m r2
行星对太阳的引力：
F
m r2
太阳与行星间的引力是？
F G Mm r2
G比例系数，与太阳、行星的质量无关
方向：沿着太阳和行星的连线
精品课件
8
精品课件
9
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
10
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A B
C
精品课件
4
由课本33页的图，我们发现行星绕太阳的椭圆轨道 可以近似看做圆，并且做匀速圆周运动：
太阳
行星
a
行星
太阳 r
7.2 万有引力定律 课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
“天上”的力与“人间”的力是同一种力
月 ─ 地检验
宇宙中一切物体间都有引力
F
G
m1m2 r2
引力常量 G 的测量实验
04
典例
1．在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列符合 物理学史实的是（ D ） A．开普勒以行星运动定律为基础总结出万有引力定律 B．伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律 C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量 D．哥白尼提出了“日心说”
04
引力常量
F
G
m1m2 r2
Fr 2 G
m1m2
1686年牛顿发现万有引力定律后，曾经设 想过几种测定引力常量的方法，却没有成功. 其间又有一些科学家进行引力常量的测量也 没有成功.
1686年牛顿发现万有引力定律后， 却无法算出两个天体间的引力大小。
100多年以后，1789年英国物理学家 卡文迪什利用扭秤装置，第一次在实 验室里对两个铅球间的引力大小 F 做 了精确测量和计算，比较准确地测出 了引力常量 G 的数值。
1．关于万有引力定律的公式
F
Gm1m2 ，下列说法正确的是（ r2
A
）
A．公式中的G是一个常数
B．万有引力定律是开普勒在总结前人研究成果的基础上发现的
C．计算万有引力时可以将任何物体看成质点
D．该公式仅适用于宇宙中的星体
2．下列关于万有引力的说法正确的是（ A ） A．设想把一物体放到地球的中心（地心），则该物体受到地球的万有 引力为0 B．当两物体间距离趋近为0时，万有引力将无穷大 C．牛顿通过扭秤实验测量出了引力常量G D．当甲乙两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时，则甲乙两物体 间的万有引力将增大
7.2万有引力定律 课件-2023年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
M
地球密度为
物体受到地球的万有引力？
F万
G
M1m r2
G
4 （R d）3m
3 （R - d)2
（三）处在表面以下h处的物体
请写出地球表面以下d深度处的重力加速 度的表达式（忽略地球自转）
d r
G
M1m r2
G
4 （R d）3m
3 （R - d)2
mgd
gd
4 3
G（R
-
d）
R
M1 M
请思考：地球表面以下d深度处的重力加速度和地
D
C.1/4
D.1/16
练习、太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，与普 通电梯类似，不同的是，它的作用并不是让乘客往返于楼层之 间，而是将人和物体送入空间站。假设太空电梯竖直向上匀速 运动，它从地面上带了重25N的植物种子，当太空电梯上升到某 高度时发现种子的重力“变成”了16N。已知地球的半径为R，不 考虑地球的自转，则此时太空电梯距地面的高度约为（ ）
补偿法 穴中心连线上、与球心相距d的质点m的引力是多大？
解析： 完整的均质球体对球外质点m的引力 半径为R/2的小球质量M′为
F
G
Mm d2
M
4π( R )3 ρ
32
4π( R )3 32
M 4πR3
1M 8
3
M m
Mm
半径为R/2的小球质量M′为对球外质点m的引力 F2
G (d
R )2
G 8(d
球表面处的重力加速度g什么关系？（忽略地球自转）
地球密度为
在地表处:
G
Mm R2
G
4 R3m
3 R2
mg
g 4 GR gd R - d
人教版必修第二册课件7.2万有引力定律2
2π 2 当r趋近于零时，万有引力定律表达式不再适用，选项B错误； －3
2
则a ＝( ) r≈ 2.7×10 m/s (保留两位有效数字) 月 检验目的：检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为
T 检验方法：(1)假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是
的力.
a 1 (行星与太阳间的引力)(多选)(2019·山西大学附属中学高一下月考)如果设行星的质量为m，绕太阳运动的线速度为v，公转周期为T，轨道半径为r，太阳的质量为M，则下列说法正确
Gmr1m2 2，下列说法正确的是
√A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的
B.当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C.对于m1与m2间的万有引力，质量大的受到的引力大 D.m1与m2受到的引力是一对平衡力
解析 万有引力定律的表达式F＝Gmr1m2 2，公式中G为引力常量，它是由 实验测得的，而不是人为规定的，选项A正确； 当r趋近于零时，万有引力定律表达式不再适用，选项B错误； m1与m2间的万有引力是相互作用力，两物体受到的万有引力是等大反向 的，选项C错误； m1与m2受到的引力是一对相互作用力，因作用在两个物体上，故不是平 衡力，选项D错误.
知识深化
1.万有引力定律表达式：F＝Gmr1m2 2，G＝6.67×10－11 N·m2/kg2. 2.万有引力定律公式的适用条件 (1)两个质点间的相互作用. (2)一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用，r为球心到质点的距离. (3)两个质量均匀的球体间的相互作用，r为两球心间的距离.
例2 (2019·武威第十八中学高一期末)对于万有引力定律的表达式F＝
苹果间的距离).
(4) a月＝
太阳与行星间的引力—人教版高中物理必修二课件
第六章
万有引力与航天
『选一选』
(2018·株洲市二中高一下学期月考)如图所示是流星
雨的图片，流星雨是大量陨石落向地球穿过大气层形成
的壮观景观，陨石落向地球是因为
(B )
A．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，
所以陨石才落向地球
B．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加
速度大，所以陨石改变运动方向落向地球
2．推论
行星沿圆或椭圆运动，需要指向__圆__心____或___椭__圆__焦__点___的力，这个力应
该就是__太__阳____对它的引力。不仅如此，牛顿还认为，这种引力存在于所有物
物 理
体之间，从而阐述了普遍意义下的___万__有__引__力___定律。
必
修
②
人 教 版
第6章 第2节 太阳与行星间的引力—2019-2020人教 版高中 物理必 修二课 件(共2 6张PPT )
素养思维脉络
物 理 必 修 ② 人 教 版
返回导航
1
课前预习反馈
2
课内互动探究
3
核心素养提升
4
课内课堂达标
·
第6章 第2节 太阳与行星间的引力—2019-2020人教 版高中 物理必 修二课 件(共2 6张PPT )
第六章
万有引力与航天
物 理 必 修 ②
人 教 版
第6章 第2节 太阳与行星间的引力—2019-2020人教 版高中 物理必 修二课 件(共2 6张PPT )
② 人
的引力 太阳和行星的质量无关，引力的方向沿二者的__连__线____。
教
版
第6章 第2节 太阳与行星间的引力—2019-2020人教 版高中 物理必 修二课 件(共2 6张PPT )
万有引力与航天
『选一选』
(2018·株洲市二中高一下学期月考)如图所示是流星
雨的图片，流星雨是大量陨石落向地球穿过大气层形成
的壮观景观，陨石落向地球是因为
(B )
A．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，
所以陨石才落向地球
B．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加
速度大，所以陨石改变运动方向落向地球
2．推论
行星沿圆或椭圆运动，需要指向__圆__心____或___椭__圆__焦__点___的力，这个力应
该就是__太__阳____对它的引力。不仅如此，牛顿还认为，这种引力存在于所有物
物 理
体之间，从而阐述了普遍意义下的___万__有__引__力___定律。
必
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②
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第六章
万有引力与航天
物 理 必 修 ②
人 教 版
第6章 第2节 太阳与行星间的引力—2019-2020人教 版高中 物理必 修二课 件(共2 6张PPT )
② 人
的引力 太阳和行星的质量无关，引力的方向沿二者的__连__线____。
教
版
第6章 第2节 太阳与行星间的引力—2019-2020人教 版高中 物理必 修二课 件(共2 6张PPT )
7.2 万有引力定律课件-2023学年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
相距约3.8×108 m，由此可计算出加速度a＝0.002 7 m/s2；
(2)地球表面的重力加速度为9.8 m/s2，月球的向心加速度与地球表面重力
加速度之比为1∶3 630，而地球半径(6.4×106 m)和月球与地球间距离的比为
1∶60。这个比的平方1∶3 600与上面的加速度之比非常接近。
以上结果说明( A )
月球周期 T = 27.3天 ≈ 2.36×106 s
月地距离 r ≈ 60R=3.84×108m
月 Байду номын сангаас
苹 =
苹果做自由落体运动：
苹 = g = 9.8m/s2
月球做匀速圆周运动：
月 =
≈ . × − /
≈
三、月-地检验
178
2 2
2
(3.9 10 )
F2 mr1
五、练习与应用
教材第54页
4. 木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为
1∶2∶4。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到
了如下一些数据。
8
木卫二的数据：质量4.8×10 22 kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径6.7×10 m。木
F
D．
4
练3
如图所示，操场两边放着半径分别为r1、r2，质量分别为m1、m2的篮
球和足球，二者的间距为r。两球间的万有引力大小为( D )
m1m2
A．G 2
r
m1m2
B．G 2
r1
m1m2
C．G
（r1＋r2）2
(2)地球表面的重力加速度为9.8 m/s2，月球的向心加速度与地球表面重力
加速度之比为1∶3 630，而地球半径(6.4×106 m)和月球与地球间距离的比为
1∶60。这个比的平方1∶3 600与上面的加速度之比非常接近。
以上结果说明( A )
月球周期 T = 27.3天 ≈ 2.36×106 s
月地距离 r ≈ 60R=3.84×108m
月 Байду номын сангаас
苹 =
苹果做自由落体运动：
苹 = g = 9.8m/s2
月球做匀速圆周运动：
月 =
≈ . × − /
≈
三、月-地检验
178
2 2
2
(3.9 10 )
F2 mr1
五、练习与应用
教材第54页
4. 木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为
1∶2∶4。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到
了如下一些数据。
8
木卫二的数据：质量4.8×10 22 kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径6.7×10 m。木
F
D．
4
练3
如图所示，操场两边放着半径分别为r1、r2，质量分别为m1、m2的篮
球和足球，二者的间距为r。两球间的万有引力大小为( D )
m1m2
A．G 2
r
m1m2
B．G 2
r1
m1m2
C．G
（r1＋r2）2
人教版高中物理必修二6.2 太阳与行星间的引力 (共24张PPT)
第六章
万有引力与航天
2、太阳与行星间的引力
学习目标
知识与技能 1.知道行星绕太阳运动的原因是受到了太阳引力的作用。 2.理解并会推导太阳与行星间的引力大小。 3.记住行星与太阳间的引力公式。 过程与方法 1.了解行星与太阳间的引力公式的建立和发展过程。 2.体会推导过程中的数量关系。 情感、态度与价值观 了解太阳与行星间的引力关系，从而体会到大自然中 的奥秘。
问题2: 若要解决椭圆轨道的运动，根据现在的知识 水平，可作如何简化?
八大行星轨道数据表
行星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴 b(106km)
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
57.9 108.2 149.6 227.9 778.3 1427.0 2882.3 4523.9
2.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下 列说法中正确的是（ A ） A.行星受到太阳的引力，提供行星做圆周运动的向 心力 B.行星受到太阳的引力，但行星运动不需要向心力 C.行星同时受到太阳的引力和向心力的作用 D.行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等
3.设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若 测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运 动的周期为T，万有引力常量为G，则根据 以上数据可解的物理量有（ABD ） A.土星线速度的大小 B.土星加速度的大小 C.土星的质量 D.太阳的质量
3、根据开普勒第三定律
3 2
r k 2 T
3
即
代入得
F
r T k 2 4 mr
T
2
2
所以
m F 4 k 2 r
追寻牛顿的足迹 4、太阳对行星的引力
m F 4 k 2 r
2
即
万有引力与航天
2、太阳与行星间的引力
学习目标
知识与技能 1.知道行星绕太阳运动的原因是受到了太阳引力的作用。 2.理解并会推导太阳与行星间的引力大小。 3.记住行星与太阳间的引力公式。 过程与方法 1.了解行星与太阳间的引力公式的建立和发展过程。 2.体会推导过程中的数量关系。 情感、态度与价值观 了解太阳与行星间的引力关系，从而体会到大自然中 的奥秘。
问题2: 若要解决椭圆轨道的运动，根据现在的知识 水平，可作如何简化?
八大行星轨道数据表
行星 轨道半长轴 a(106km) 轨道半短轴 b(106km)
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
57.9 108.2 149.6 227.9 778.3 1427.0 2882.3 4523.9
2.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下 列说法中正确的是（ A ） A.行星受到太阳的引力，提供行星做圆周运动的向 心力 B.行星受到太阳的引力，但行星运动不需要向心力 C.行星同时受到太阳的引力和向心力的作用 D.行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等
3.设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若 测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运 动的周期为T，万有引力常量为G，则根据 以上数据可解的物理量有（ABD ） A.土星线速度的大小 B.土星加速度的大小 C.土星的质量 D.太阳的质量
3、根据开普勒第三定律
3 2
r k 2 T
3
即
代入得
F
r T k 2 4 mr
T
2
2
所以
m F 4 k 2 r
追寻牛顿的足迹 4、太阳对行星的引力
m F 4 k 2 r
2
即
7.2 万有引力定律 课件 -2023年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
T稳定自转的星体的密度最小值约为（
A．5×109kg/m3
B．5×1012kg/m3
C．5×1015kg/m3
D．5×1018kg/m3
）
►
重力加速度随高度的变化 ——重力加速度随离地高度的增加而减小
离地球表面高度h处：
地球表面:
Mm
mg G 2
R
GM
g 2
R
ω
Mm
mg G
2
( R h)
“我不知道世人怎么看我，但在我自己看来，我只不
过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到一块
更光滑、更美丽的卵石和贝壳而感到高兴，而在我面前
的真理的海洋，却完全是个谜”。
——牛顿
万有引力定律
牛顿第二定律
2
v
F =m
r
太阳对行星的引
力提供向心力
r3
2 = k
T
m
F∝ 2
r
M
’
F∝ 2
r
F=F’
开普勒第三定律
)
7、理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地
球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，
如图甲所示。一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位
置受到的引力大小用F表示，则图乙所示的四个F随x的变化关系图正确的是（
R
这表明地面上物体的
重力与地球吸引月球、
太阳吸引行星的力是
同一种性质的力，遵
守相同的规律。
万有引力定律
（一）建立过程
F’
牛顿第二定律
2
v
F =m
r
A．5×109kg/m3
B．5×1012kg/m3
C．5×1015kg/m3
D．5×1018kg/m3
）
►
重力加速度随高度的变化 ——重力加速度随离地高度的增加而减小
离地球表面高度h处：
地球表面:
Mm
mg G 2
R
GM
g 2
R
ω
Mm
mg G
2
( R h)
“我不知道世人怎么看我，但在我自己看来，我只不
过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到一块
更光滑、更美丽的卵石和贝壳而感到高兴，而在我面前
的真理的海洋，却完全是个谜”。
——牛顿
万有引力定律
牛顿第二定律
2
v
F =m
r
太阳对行星的引
力提供向心力
r3
2 = k
T
m
F∝ 2
r
M
’
F∝ 2
r
F=F’
开普勒第三定律
)
7、理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地
球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴Ox，
如图甲所示。一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内部移动）在x轴上各位
置受到的引力大小用F表示，则图乙所示的四个F随x的变化关系图正确的是（
R
这表明地面上物体的
重力与地球吸引月球、
太阳吸引行星的力是
同一种性质的力，遵
守相同的规律。
万有引力定律
（一）建立过程
F’
牛顿第二定律
2
v
F =m
r
人教版物理必修二课件第二节太阳与行星间的引力
A．由 F∝mr2和 F′∝Mr2知 FF′＝m M B．F和F′大小相等，是作用力与反作用力
C．F和F′大小相等，是同一个力
D．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心 力
解析：F′和F大小相等、方向相反，是作用力与反作用力 的关系，太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心 力．故正确选项为B、D.
2．下列说法正确的是( AC ) A．研究物体的平抛运动是根据物体所受的力探究物体的 运动情况
B．研究物体的平抛运动是根据物体的运动去探究物体的 受力情况
C．研究行星绕太阳的运动是根据行星的运动去探究它的 受力情况
D．研究行星绕太阳的运动是根据行星的受力情况去探究 行星的运动情况
3．根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识可 知：太阳对行星的引力 F∝mr2，行星对太阳的引力 F′∝Mr2， 其中 M、m 分别为太阳和行星的质量，r 为太阳与行星间的距 离．下列说法正确的是( )
解析：设开采前地球的质量为 M，月球的质量为 m，则
开采前月地间的引力为 F＝GMr2m，从月球上开采量为 Δm
的 矿 藏 到 地 球 后 ， 地 球 和 月 球 之 间 的 引 力 变 为 F′ ＝ GM＋Δmr2m－Δm.开采前后引力的差值 F－F′＝Gr2[Δm2＋ Δm(M－m)]，因 M >m，所以 F－F′>0，即开采后的引力变 小．
解析：设地球质量为 M，月球质量为 m，探月卫星的质 量为 m′.某一时刻探月卫星处于地心和月心的连线上时，卫 星距地心的距离为 r1，距月心的距离为 r2.则
地球对探月卫星的引力 F 地＝GMmr21′ 月球对探月卫星的引力 F 月＝Gmmr22′
由题意知F地＝4，M＝81， F月 1 m 1
C．F和F′大小相等，是同一个力
D．太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心 力
解析：F′和F大小相等、方向相反，是作用力与反作用力 的关系，太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心 力．故正确选项为B、D.
2．下列说法正确的是( AC ) A．研究物体的平抛运动是根据物体所受的力探究物体的 运动情况
B．研究物体的平抛运动是根据物体的运动去探究物体的 受力情况
C．研究行星绕太阳的运动是根据行星的运动去探究它的 受力情况
D．研究行星绕太阳的运动是根据行星的受力情况去探究 行星的运动情况
3．根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识可 知：太阳对行星的引力 F∝mr2，行星对太阳的引力 F′∝Mr2， 其中 M、m 分别为太阳和行星的质量，r 为太阳与行星间的距 离．下列说法正确的是( )
解析：设开采前地球的质量为 M，月球的质量为 m，则
开采前月地间的引力为 F＝GMr2m，从月球上开采量为 Δm
的 矿 藏 到 地 球 后 ， 地 球 和 月 球 之 间 的 引 力 变 为 F′ ＝ GM＋Δmr2m－Δm.开采前后引力的差值 F－F′＝Gr2[Δm2＋ Δm(M－m)]，因 M >m，所以 F－F′>0，即开采后的引力变 小．
解析：设地球质量为 M，月球质量为 m，探月卫星的质 量为 m′.某一时刻探月卫星处于地心和月心的连线上时，卫 星距地心的距离为 r1，距月心的距离为 r2.则
地球对探月卫星的引力 F 地＝GMmr21′ 月球对探月卫星的引力 F 月＝Gmmr22′
由题意知F地＝4，M＝81， F月 1 m 1
高中物理 6.2《太阳与行星间的引力》课件 新人教版必修2
代入得
4 π 2 mr F= 2 T r3 = k 2 T
根据开普勒第三定律
所以
m F = 4π k 2 r
2
太阳对行星的引力
m F = 4π k 2 r
2
即
m Fµ 2 r
二、行星对太阳的引力
根据牛顿第三定律，行星对太阳引力 Fʹ 应满足
M F ¢µ 2 r
m
F
Fʹ
M
三、太阳与行星间的引力
m1 m2 A. G 2 r
m1m2 B. G 2 r1 m1m2 D. G (r r1 r2 )2
m1m2 C. G (r1 r2 )2
2.
设想把质量为 m 的物体放在地球的中心，地球质量为 M，半 ) A B. 无穷大
径为 R，则物体与地球间的万有引力是 ( A. 零
GMm 确定 R2
行星
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。
a 2 = k T
3
回顾历史，关于行星绕太阳运动的原因，哪些科学家 提出了自己的解释？
一切物体
都有合并的趋势
行星的运动是
m Fµ 2 r
M F ¢µ 2 r
Mm Fµ 2 r
则太阳与行星间的引力大小为
Mm F=G 2 r
G 比例系数，与太阳、行星的质 量无关 方向：沿着太阳和行星的连线 m
F
Fʹ M
例1. 火星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，火星与太阳间的 引力提供火星运动的向心力。已知火星运行的轨道半径为 r，运 行的周期为 T，引力常量为 G，试写出太阳质量 M 的表达式。
2019_2020学年高中物理第六章2太阳与行星间的引力课件新人教版必修2
2.太阳与行星间的引力
1.知道行星绕太阳运动的原因,知道太阳与行星间存在着引力作 用。
2.知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力的来源。 3.能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行 星间的引力表达式。 4.领会将不易测量的物理量转化为易测量的物理量的方法。
1.太阳对行星的引力
(1)根据开普勒运动第一、第二定律,行星以太阳为圆心做匀速圆
2.推导过程:万有引力公式
F=������
������������ ������ 2
的得出,
概括起来导出过程如
框图所示:
3.太阳与行星间引力的规律适用于行星和卫星之间的验证。假
定卫星绕行星做匀速圆周运动,设轨道半径为R,运行周期为T,行星
和近地卫星质量分别为M和m,卫星做圆周运动的向心力由行星的
周运动。太阳对行星的引力,就等于行星做匀速圆周运动的向心力。
(2)太阳对不同行星的引力,与行星的质量m成正比,与行星和太阳 间距离r的二次方成反比, 即 F∝������������2 。
2.行星对太阳的引力
根据牛顿第三定律,太阳吸引行星,行星也必然吸引太阳,行星对
太阳的引力与太阳的质量M 成正比,与行星、太阳之间的距离r的 二次方成反比,即 F'∝������������2 。
牛顿第二定律
F=
������ ������2 ������
,
行星所需要的向心力由太阳对它的引力提
供。
太阳与行星间引力规律的推导与拓展 1.两个理想化模型 (1)匀速圆周运动模型:由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨 迹的两个焦点靠得很近,行星的运动轨迹非常接近圆,所以将行星 的运动看成匀速圆周运动。 (2)质点模型:由于天体间的距离很远,研究天体间的引力时将天 体看成质点。
1.知道行星绕太阳运动的原因,知道太阳与行星间存在着引力作 用。
2.知道行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力的来源。 3.能根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行 星间的引力表达式。 4.领会将不易测量的物理量转化为易测量的物理量的方法。
1.太阳对行星的引力
(1)根据开普勒运动第一、第二定律,行星以太阳为圆心做匀速圆
2.推导过程:万有引力公式
F=������
������������ ������ 2
的得出,
概括起来导出过程如
框图所示:
3.太阳与行星间引力的规律适用于行星和卫星之间的验证。假
定卫星绕行星做匀速圆周运动,设轨道半径为R,运行周期为T,行星
和近地卫星质量分别为M和m,卫星做圆周运动的向心力由行星的
周运动。太阳对行星的引力,就等于行星做匀速圆周运动的向心力。
(2)太阳对不同行星的引力,与行星的质量m成正比,与行星和太阳 间距离r的二次方成反比, 即 F∝������������2 。
2.行星对太阳的引力
根据牛顿第三定律,太阳吸引行星,行星也必然吸引太阳,行星对
太阳的引力与太阳的质量M 成正比,与行星、太阳之间的距离r的 二次方成反比,即 F'∝������������2 。
牛顿第二定律
F=
������ ������2 ������
,
行星所需要的向心力由太阳对它的引力提
供。
太阳与行星间引力规律的推导与拓展 1.两个理想化模型 (1)匀速圆周运动模型:由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨 迹的两个焦点靠得很近,行星的运动轨迹非常接近圆,所以将行星 的运动看成匀速圆周运动。 (2)质点模型:由于天体间的距离很远,研究天体间的引力时将天 体看成质点。
新人教版必修二 第六章 第2节 太阳与行星间的引力 课件 (共19张PPT)
1、下列关于行星对太阳的引力的说法
随 堂 练
中正确的是（ A ） A.行星对太阳的引力与太阳对行星的
习 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
2、两个行星的质量分别为m1和m2，绕 太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它 们只受太阳引力的作用，那么这两个行
。2021年3月17日星期三2021/3/172021/3/172021/3/17 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/172021/3/172021/3/173/17/2021 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/172021/3/17March 17, 2021
4．一群小行星在同一轨道上绕太阳 旋转，这些小行星具有（ ABCD） A.相同的速率 B.相同的加速度 C.相同的运转周期 D.相同的角速度
1.如果要验证太阳与行星间的引
力规律是否适用于行星与它的卫星,
思 我们需要观测这些卫星运动的哪些数
考 与 讨
据？观测前你对这些数据的规律有什
么假设?
卫星
行星
F
m r2
2、行星对太阳的引力：与太阳 的质量M成正比，与行星到太阳 的距离r的二次方成反比
F/
M r2
3、太阳与行星间的引力：与太阳的 质量M、行星的质量m成正比，与 两者距离的二次方成反比
F
G
Mm r2
（1） G是比例系数，与行星、太阳均无关 （2）引力的方向沿太阳和行星的连线
行星绕太阳运动遵守这个规 律，那么在其他地方是否适用这 个规律呢？
人教版高中物理必修二6.2《太阳与行星间的引力》教学ppt课件
Mm r2
系式有什方么向关：系沿？着太阳
与行星间的连线
足
迹
月亮绕地球运行
苹 果 落 地
万有引力定律的发现过程
牛顿的思考：
地球对月球的力， 地球对地面上物体的力， 太阳对行星的力， 是不是同一种力呢？
牛顿的猜想：
苹果与月亮受到的力 可能是同一种力!
可能是地球表面的重 力延伸到月亮。
而且都是类似太阳与 行星间的引力，它们都 应遵从“与距离的二次 方成反比”的关系。
B、离太阳越远的行星周期越大
C、离太阳越近的行星的向心加
速度越大
D、离太阳越近的行星受到太阳
的引力越大
随
堂 4．一群小行星在同一轨道上绕太阳
练 习
旋转，这些小行星具有 （ ABCD ）
A.相同的速率
B.相同的加速度
C.相同的运转周期
D.相同的角速度
思 考 与
1、地球的实际运动为椭圆,那么, 在近日点A，行星所受太阳的引力
力正天比体，还与是行施星力、太阳距 天离体的的二质次量方？成反比.
追 寻 牛 顿 的 足 迹
既然太阳对 行星有引力， 那么行星对 太阳有没有 行 引力？它有 星 怎么样定量
的关系？
太 F F′ 阳
科 二、行星对太阳的引力F′
学 探 究
F
m r2
追
类 比 法
牛 三
寻
牛 顿 的
F'
M r2
足
太阳对行星的引力跟 行星的质量成正比， 与行星、太阳距离的 二次方成反比.
T
F = m v2 r
F
=
4 2mr
T2
追寻牛顿的足迹
3、根据开普勒第三定律
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k值只与中心天体有关，与环绕天体无关
R = k 2 T
3
什么力来维持行星绕太阳的 运动呢？
科 学 的 足 迹
一切物体都有合并的趋势。
伽利略 行星的运动是受到了来自太
阳的类似于磁力的作用 ，与 距离成反比。
开普勒
在行星的周围有旋转的物质(以太)作 用在行星上，使得行星绕太阳运动。
笛卡尔 行星的运动是太阳吸引的缘故， 并且力的大小与到太阳距离的平方 成反比。 胡克
a
诱思：既然把行星绕 太阳的运动简化为圆 周运动。那么行星绕 太阳运动可看成匀速 圆周运动还是变速圆 周运动？为什么？ 行星绕太阳做匀速圆 周运动需要的向心力 由什么力来提供呢？ 这个力的方向怎样？
行星
太阳
r
建 立 模 型
一、万有引力定律的推导
Ｖ
行星 ｍ
ｒ
太阳 Ｍ
诱思：
太阳对行星 的引力提供 向心力，那 这个力大小 有什么样的 定量关系？
科 学 的 足 迹
牛顿 (1643—1727)
当年牛顿在前人 研究的基础上，也经 过类似的思考，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。
英国著名的物理学家
牛顿在1676年给友人的信中写道：
如果说我看的比别人更远， 那是因为我站在巨人的肩膀上。
建 立 模 型
行星 太阳
答案是( BD )
随 堂 2、两个行星的质量分别为m1和m2，绕 练 太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它 习 们只受太阳引力的作用，那么这两个行
星的向心加速度之比为（ D A．1
）
2 2 2 1
r m1r2 m1r1 B. C. D. m2 r1 m2 r2 r
随 堂 练 习
3．下面关于行星绕太阳旋转的说 法中正确的是（ BC ） A、离太阳越近的行星周期越大 B、离太阳越远的行星周期越大 C、离太阳越近的行星的向心加 速度越大 D、离太阳越近的行星受到太阳 的引力越大
F
科 2 学 F = mv r 探 究 2 r v= T 追
寻 牛 顿 的F = 足 迹
行星运行速度v不容 易观测？怎么办？ 消去v
4 mr F= 2 T
2
消去T
r ＝k 2 T
讨论
3
4 km 2 r
2
m F 2 r
科 1、太阳对行星的引力F 学 m 太阳对行星的引力跟行 探 F 2 关系式中m是受 星（受力星体）质量成 正比，与行星、太阳距 r 力天体还是施力 究 离的二次方成反比.
课 堂 小 结
太阳与行星间的引力
古人 观点 牛顿 思考 理论 演算 总结 规律
建模 理想化
Mm F =G 2 r
m F 2 类比 r M F 2 r
1 把火星与地球饶太阳运行的轨道当作圆周, 由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得 • A火星和地球的质量之比 • B火星和地球到太阳的距离之比 • C火星和地球的向心力大小之比 • D火星和地球的向心加速度大小之比
行星对太阳的引力跟 太阳的质量成正比， 与行星、太阳距离的 行 二次方成反比 星 F . F′
太 阳
科 3、太阳与行星间的引力F 学 G为比例系数，与 m 探 F 2 太阳、行星无关。 r F 和F ′是一对作用力 究 牛三
追 寻 牛 顿 的 足 迹
类 牛 比 法 三
'
M F 2 r
和反作用力，那么可 Mm Mm F=G F F大小跟太阳质 以得出 2 2 r 量M、行星质量 m的关 r 系式有什么关系？ 方向：沿着太阳 与行星间的连线
天体的质量？
追 寻 牛 顿 的 足 迹
既然太阳对 行星有引力， 那么行星对 太阳有没有 引力？它有 怎么样定量 的关系？
请用中文描述 这个阳的引力F′ 学 太阳对行星的引力跟 m 行星的质量成正比， 探 F 2 r 与行星、太阳距离的 究
类 牛 比 追 法 三 寻 M 牛 ' F 2 顿 r 的 足 迹 二次方成反比.
随 堂 练 习
4．一群小行星在同一轨道上绕太阳 旋转，这些小行星具有 （ ABCD ） A.相同的速率 B.相同的加速度 C.相同的运转周期 D.相同的角速度
匀速圆周运动 运动学规律: 速度V大小不变， 方向变化 加速度an大小不变，方向变化 动力学规律: F合=Fn=man Fn大小不变，方向变化
第六章 万有引力与航天
知 开普勒三定律 识 回 开普勒第一定律——轨道定律 顾 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;
太阳
b
行星
a
v=
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.
R = k 2 T
3
什么力来维持行星绕太阳的 运动呢？
科 学 的 足 迹
一切物体都有合并的趋势。
伽利略 行星的运动是受到了来自太
阳的类似于磁力的作用 ，与 距离成反比。
开普勒
在行星的周围有旋转的物质(以太)作 用在行星上，使得行星绕太阳运动。
笛卡尔 行星的运动是太阳吸引的缘故， 并且力的大小与到太阳距离的平方 成反比。 胡克
a
诱思：既然把行星绕 太阳的运动简化为圆 周运动。那么行星绕 太阳运动可看成匀速 圆周运动还是变速圆 周运动？为什么？ 行星绕太阳做匀速圆 周运动需要的向心力 由什么力来提供呢？ 这个力的方向怎样？
行星
太阳
r
建 立 模 型
一、万有引力定律的推导
Ｖ
行星 ｍ
ｒ
太阳 Ｍ
诱思：
太阳对行星 的引力提供 向心力，那 这个力大小 有什么样的 定量关系？
科 学 的 足 迹
牛顿 (1643—1727)
当年牛顿在前人 研究的基础上，也经 过类似的思考，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。
英国著名的物理学家
牛顿在1676年给友人的信中写道：
如果说我看的比别人更远， 那是因为我站在巨人的肩膀上。
建 立 模 型
行星 太阳
答案是( BD )
随 堂 2、两个行星的质量分别为m1和m2，绕 练 太阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它 习 们只受太阳引力的作用，那么这两个行
星的向心加速度之比为（ D A．1
）
2 2 2 1
r m1r2 m1r1 B. C. D. m2 r1 m2 r2 r
随 堂 练 习
3．下面关于行星绕太阳旋转的说 法中正确的是（ BC ） A、离太阳越近的行星周期越大 B、离太阳越远的行星周期越大 C、离太阳越近的行星的向心加 速度越大 D、离太阳越近的行星受到太阳 的引力越大
F
科 2 学 F = mv r 探 究 2 r v= T 追
寻 牛 顿 的F = 足 迹
行星运行速度v不容 易观测？怎么办？ 消去v
4 mr F= 2 T
2
消去T
r ＝k 2 T
讨论
3
4 km 2 r
2
m F 2 r
科 1、太阳对行星的引力F 学 m 太阳对行星的引力跟行 探 F 2 关系式中m是受 星（受力星体）质量成 正比，与行星、太阳距 r 力天体还是施力 究 离的二次方成反比.
课 堂 小 结
太阳与行星间的引力
古人 观点 牛顿 思考 理论 演算 总结 规律
建模 理想化
Mm F =G 2 r
m F 2 类比 r M F 2 r
1 把火星与地球饶太阳运行的轨道当作圆周, 由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得 • A火星和地球的质量之比 • B火星和地球到太阳的距离之比 • C火星和地球的向心力大小之比 • D火星和地球的向心加速度大小之比
行星对太阳的引力跟 太阳的质量成正比， 与行星、太阳距离的 行 二次方成反比 星 F . F′
太 阳
科 3、太阳与行星间的引力F 学 G为比例系数，与 m 探 F 2 太阳、行星无关。 r F 和F ′是一对作用力 究 牛三
追 寻 牛 顿 的 足 迹
类 牛 比 法 三
'
M F 2 r
和反作用力，那么可 Mm Mm F=G F F大小跟太阳质 以得出 2 2 r 量M、行星质量 m的关 r 系式有什么关系？ 方向：沿着太阳 与行星间的连线
天体的质量？
追 寻 牛 顿 的 足 迹
既然太阳对 行星有引力， 那么行星对 太阳有没有 引力？它有 怎么样定量 的关系？
请用中文描述 这个阳的引力F′ 学 太阳对行星的引力跟 m 行星的质量成正比， 探 F 2 r 与行星、太阳距离的 究
类 牛 比 追 法 三 寻 M 牛 ' F 2 顿 r 的 足 迹 二次方成反比.
随 堂 练 习
4．一群小行星在同一轨道上绕太阳 旋转，这些小行星具有 （ ABCD ） A.相同的速率 B.相同的加速度 C.相同的运转周期 D.相同的角速度
匀速圆周运动 运动学规律: 速度V大小不变， 方向变化 加速度an大小不变，方向变化 动力学规律: F合=Fn=man Fn大小不变，方向变化
第六章 万有引力与航天
知 开普勒三定律 识 回 开普勒第一定律——轨道定律 顾 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;
太阳
b
行星
a
v=
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.