(2019)高中物理必修第二册第七章第2节万有引力定律课件

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7.2万有引力定律【新版】人教版(2019)高中物理必修二PPT教学课件

m太 m
（教学提纲）7.2万有引力定律—2020 -2021 学年【最新版】人教版（201 9）高中物理必修二获奖课件（免费下载）
和伟大的科学家牛顿一起思考
行星与太阳间引力满足：
T
行星m F
10.地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗？
万有引力定律讨论：
①r→0，F→∞,说法对不对，请说明理由。不对，此时物体不能看成质点，无法用万有引力定律公式求解
②r→∞，F→0,说法对不对，请说明理由。正确，此时物体能看成质点，可以用万有引力定律公式求解
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2.表达式：
式中，质量的单位用千克（kg），距离的单位用米（m），力的单位用牛（N），G是比例常数，叫做引力常量（gravitational constant）。
思考：如图所示，两个挨得很近的人之间的
万有引力是不是很大呢？
不是
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和伟大的科学家牛顿一起思考
6.在我们学过的知识中，有描述轨道半径r与周期T之间关系
的公式吗？
T
开普勒第三定律：
T 2 r3 k
行星m F
带
入
：F
m
4 2
T2
r
得：
太阳M
太阳对行星的引力F与行星的质量m成正比，与r2成反比。
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物理人教版(2019)必修第二册7.2万有引力定律(共25张ppt)

观察与思考
利用已知行星与太阳间引力公式推导月球加速度
1.已知月心到地心的距离约为地球半径的60倍，则月球绕地球做圆周运
动的加速度与物体在地面附近下落时的加速度比值是多少？
月球受地球引力为： =
地月

2

地
月 =
= 2
月

苹果受地球引力为： =
地苹

2

地
苹 =
= 2
观察与思考
思考1：生活中的匀速圆周运动遵从怎样的动力学规律？
合力提供向心力，即合 =
2
4π2
= 2 =2

思考2：行星绕太阳可看做匀速圆周运动，什么力提供
向心力？
太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力
观察与思考
思考3：太阳对行星的引力提供向心力，那么这
3
由开普勒三定律： 2
6.67×10－11 m2/kg2。
卡文迪什
4.对万有引力定律的理解
普遍性宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着相互吸引的力
相互性两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力
宏观性
地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在
质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用
m太m
(2)太阳与行星间的引力公式 F＝G 2 中，G与太阳、行星都没有关
r
系。( √ )
(3)太阳对行星的引力大小等于行星对太阳的引力大小。(
√)
(4)太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与太阳质量无关。
(
×)
月—地检验
观察与思考
如图甲所示秋天苹果成熟后会从树上落下来；如图乙所示为月球绕着地

物理人教版(2019)必修第二册7.2万有引力定律(共24张ppt)

)
A、
G
m1m2 r2
C、
G
m1m2 (r1 r2 )2
B、
Байду номын сангаас
G
m 1 m2 r12
D 、G (r
m1m2 r1 r2 )2
r1
r2
r
3、如图所示，在距一个质量为M，半径为R，密度均匀的球体表面R处，有一个质量为m的质点。此时M对m的万有引力为F1。当从M中挖去如图所示半径为R/2的球体时，剩下部分对m的万有引力为F2，则F1与F2的比为多少？
思考：两个物体距离越近，相互之间的引力就越大，对吗？
适用条件： 1、严格来讲，公式只适用于两个质点。 2、两个质量分布均匀的球体 3、质量分布均匀的球体与质点
m1
m2 r
四.引力常量G
卡文迪什也因此被称为“能称出地球质量的人”
亨利·卡文迪什
卡文迪什扭秤实验的测量方法放大法
1.扭秤装置把微小力通过杠杆旋转明显反映出来（一次放大）；
2.扭转角度（微小形变）通过光标的移动来反映（二次放大），从而确定物体间的万有引力。实验数据：G=6.67×10-11 N·m2/kg2 实验意义：
①引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据；
②开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到推广；
巩固练习
例1.计算两个质量都为50kg，相距0.5m的同学之间的万有引力（两个同学可以看成质点）
地表处万有引力和重力的关系
赤道：F G m2r
两极：F=G
思考：为什么随着纬度的增加，重力加速度增大？
高空处万有引力和重力的关系
重力就是万有引力
mg GMm (R h)2
思考：为什么随着高度的增加，重力加速度减小？

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

人教版高中物理必修第二册第七章万有引力定律课件

表述：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量乘积成正比、与它们之间距离r 的二次方成反比。
定思考：向心力，由什么力来提供？
4.引力常量: G=6.67×10 N·m /kg 对万有引力定律的伟大意义
-11 2 2
律
卡文迪许的扭秤实验
开普勒三定律的内容是什么?
地表重力加速开度：普g = 9勒. 第一定律——轨道定律
※两质点间（两物体间距远大于物体的线度）
所有的行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处在 1）物理意义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.
行星运行速度v容易观测吗？怎么办？ 2）G值的测量：卡文迪许扭秤实验
※两质点间（两物体间距远大于物体的线度）
说明：比例常数G －引力常量单位：N·m2/kg2
67×10-1ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱN·m2/kg2
思考：向心力，由什么力来提供？
G为比例系数，与太阳、行星的质量无关。
67×10-11N·m2/kg2
符合
三、万有引力定律
1. 表述：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连
开普勒第一定律——轨道定律
有二、月地检验（假设法）
引 2.表达式: 1）物理意义：两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力为6.
思考：向心力，由什么力来提供？地表重力加速度：g = 9. 行星运行速度v容易观测吗？怎么办？
这个力与哪些因素有关？
力 3.条件: ※两质点间（两物体间距远大于物体的线度） 67×10-11N·m2/kg2
※两均质球体间（r 为两球球心间的距离）
这个力的方向怎么样？结论：月球绕地球运动的力以及地面物体所受地球的引力和太阳与行星之间的力遵循同一规律。

7.2万有引力定律PPT教学课件【新版】人教版(2019)高中物理必修第二册

吸引乘积
卡文迪什
（教学提纲）7.2万有引力定律获奖课件—20 20-202 1学年【最新版】人教版（2 019）高中物理必修第二册（免费下载）
连线二次方
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五、万有引力与重力的关系
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人教版(2019)高中物理必修第二册课件：7.2 万有引力定律

探究1: 太阳对行星的引力F
F m v2 r
v 2r
T
消去v
F
4
2k
m r2
F
4 2mr
T2
r3 T2
k
F
m r2
消去T
探究2: 行星对太阳的引力F′
F
m r2
类比法牛顿第三定律
F
m太 r2
太阳对行星的
引力F与受力星体的质量m 成正比，与轨
道半径r的平方成反比.
行
太
星
阳
F F′
F
m太m r2
第七章万有引力与宇宙航行
7.1万有引力定律
各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力。试试星星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？
学习目标
1、了解万有引力定律得出的思路和过程。 2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律的公式 3、了解卡文迪许实验装置及其原理. 4、知道引力常量的意义及其数值.
一、行星与太阳间的引力
模型建立
行星
太阳
简化
a
行星
太阳 r
1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心; 2、对某一行星来说，它绕太阳做匀速圆周运动; 3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力：
Ｖ
行星ｍ
F
ｒ
太阳Ｍ
（1）重力随纬度的增大而增大。（2）重力随高度的增大而减小。
牛顿以他伟大的工作把天空中的现象与地面上的现象统一起来，成功地解释了天体运行规律，时至今日，数千颗人造卫星正在万有引力定律为它们“设定”的轨道上绕地球运转着。牛顿发现的万有引力定律取得了如此辉煌的成就，以至于阿波罗8号从月球返航的途中，当地面控制中心问及“是谁在驾驶”的时候，指令长这样回答“我想现在是牛顿在驾驶”。

高中物理第七章万有引力与宇宙航行第2节万有引力定律课件必修第二册高中第二册物理课件

C对，D错：m1、m2受到彼此的引力是作用力与反作用力，不是平衡力，总是大小相等、方向相反，与m1、m2是否相等无关。
【答案】 C
第十九页，共三十一页。
题4［2019·全国Ⅱ卷］2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中，
用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够(nénggòu)描述F随h变化关系的图象是（）
7.2 万有引力(wàn
定律 yǒu yǐnlì)
2021/12/12
第一页，共三十一页。
高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行
学习(xuéxí)目标
(1)理解太阳与行星间引力的存在;
(2)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; (3)了解(liǎojiě)万有引力定律得出的思路和过程，理解万有引力定律的含义，掌握万有引力定律的公式; (4)知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。
第二十五页，共三十一页。
高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行
题组四万有引力和重力(zhònglì)的关系
g g0
G
Mm (3 R )2
g g0
G
Mm R2
第二十六页，共三十一页。
【特别提醒】
地面上的物体(wùtǐ) 所受的重力近似等于万有引力；离地面有一定高度的物体(wùtǐ)所受重力等于万有引力。利用 =mg分析计算，其
万有引力为F，则该卫星在离地面(dìmiàn)高度约6R的轨道上受到的万有引力约为
（）
A. 6F
D
B. 7F
C. 1 F
36
D. 1 F

万有引力定律课件-高一物理人教版(2019)必修第二册

向心力
万有引力定律
太阳与行星之间存在引力
推广
自然界中任何两个物体都相互吸引引力的方向在它们的连线上
引力的大小与物体的质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。

即: =

比例系数为引力常量,适用于任何两个物体。
万有引力定律：自然界中任何两个任何两个质点都存在通过其连心线方
向上的相互吸引的力。该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离
3.8 × ,月球公转周期为23d,约 . × 。根据这些数据，
能否验证前面的假设？
= . /
月 =

月 = ≈ . /

≈ . /
思考与讨论
假设成立
2019人教版物理必修二·第七章
§7.2
=

=

=

=

开普勒第三定律
’

∝
太地

∝

2019人教版物理必修二·第七章

行星与太阳间的引力
G 为比例系数，与
太阳、行星无关。
m
F 2
作
r
用
力
和
反
作
用
'力
M
F 2
r
Mm
F 2
r
Mm
F G 2
r
太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方
牛顿：在前人的基础上总结得出：使行星沿圆或椭圆的运动，需
要指向圆心或椭圆焦点的力。
2019人教版物理必修二·第七章

7.2《万有引力定律》—【新教材】人教版(2019)高中物理必修二课件

答案： BD
自学感知梳理教材夯实基础
四、引力常量牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但没有测出引力常量G.英国物理学家卡文迪什通过实验推算出引力常量 G的值.通常情况下取G＝ 10－11 N·m2/kg2.
m´
F
rm
mF
m´
r
• 扭秤实验的物理思想和科学方法：扭秤装置把微小力转变成力矩来反映，扭转角度又通过光点在刻度尺上移动的距离求出．从而确定物体间的万有引力．
线上，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，
跟它们的距离的平方成反比。
F
G
m1m2 r2
引力常数G ＝ 6.67×10－11 N·m2／kg2
适用条件：
①适用于两个质点间的相互作用。
②对两个质量分布均匀球体也适用。
根据扭转的角度，可以求得m与m´的引力F。最后根据万有引力定律公式，就可以算出引力常量G
探究解惑注重过程提高能力
故有：mg=G ，所以M=
探究三、纵观万有引力定律的发现历程，你觉得牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但没有测出引力常量G.
( R 是地球中心与苹果间的距离 )
地表重力加速度：g = 9.
最后根据万有引力定律公式，就可以算出引力常量G
①对现象的一般观察；了解月—地检验的内容和作用.
①适用于两个质点间的相互作用。
F ＝ G___________
②提出假设；假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度
( R 是地球中心与苹果间的距离 )
知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式.