万有引力定律pptppt课件
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7.2万有引力定律的应用课件(共25张PPT)
力的作用是相互的，行星与太阳的引 力也应与太阳的质量m太成正比。
F m太 r2
G与太阳、行星都没有关
F
m太m r2
F＝G
m太m r2
r
系。太阳与行星间引力的
方向沿着二者的连线。
1 行星与太阳间的引力
行星与太阳的引力与行星的质量成正比，
与太阳的质量成正比，与太阳与行星间距离的 二次方成反比
牛顿 (1643—1727) 英国著名的物理学家
ห้องสมุดไป่ตู้
使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
我们跟从牛顿发现万有引力定律的过程来研究行星与太阳间的引力。
太阳与行星的物理模型
太阳
行星
a
简化
理想化模型
行星
太阳 r
• (1)匀速圆周运动模型：
由于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。
注意：在分析一般物体受力时，物体间的万有引力一般也可忽略不计。
万有引力定律的推论：
内容：在匀质球壳的空腔内任意位置处，质点受到球
●
壳的万有引力为零。
例 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 ( )
r1
r2
r
A、
• (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，即天体的质量 集中在球心上。
1 行星与太阳间的引力
方向：太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。
大小：
m太
m
F＝m v2 r
v 2r
《力学》第六章 万有引力定律ppt课件
面处时，其动能和势能之和应小于或等于零。假设引力源的
质量为M，半径为R，光子处于引力源表面时的速度等于C，
但它不能逃离引力源。
1 mC 2 G Mm 0
2
R
因此黑洞的半径为
R
2GM C2
rg
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结束
第六章 万有引力定律
式中 rg 叫做引力半径。对于地球，质量 M 地 61027 克， 可求得地球引力半径是 rg 0.9 厘米。计算表明，如果地球 的全部质量能缩小到半径约1厘米的小球内，那么，生活在 这样小球上的人，将无法和外界进行光的或无线电的联系， 它将成为一个孤立的体系。
最简单的实验是在地面同一地点测定各种物体的重力加速度. 二者之间的关系如何？
引力质量为m1的物体受地球的引力为
F1
G
m地 m1引 R2
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结束
第六章 万有引力定律
引力质量为m2的物体受地球的引力为
F2
G
m地 m 2引 R2
在同一地点，二质自由下落加速度分别为g1和g2
由牛顿第二定律有
G
m地 m1引 R2
近日点
太阳
水星
由于旋进，水星 绕日轨道不再封闭
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结束
第六章 万有引力定律
1、关于黑洞
黑洞是天体物理学预言的一类天体，其特征是它的引力 非常大，以致于包括光在内的任何物质都不能从它上面发射 出来，所以称为黑洞。它是宇宙间的一种暗物质。早在1795 年，拉普拉斯就预言过黑洞的存在。
若光子不能逃离引力源的作用，意味着它在引力源的表
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结束
第六章 万有引力定律
万有引力定律-PPT课件
Mm
R2
【典例示范1】 如图所示,P、Q为质量相同的两质点, 分别置于地球表面的不同纬度上,如果把地球看成一个 均匀球体,P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动,则 下列说法正确的是 ( )
A.P、Q做圆周运动的向心力大小相等 B.P、Q所受地球引力大小相等 C.P、Q做圆周运动的线速度大小相等 D.P所受地球引力大于Q所受地球引力
【解析】选B。P、Q两点的角速度相同,做圆周运动的
半径不同,根据F向=mrω 2可知向心力大小不相等,A错
误;P、Q两质点距离地心的距离相等,根据F=
知,
两Q两质质点点受角到速的度地大球小引相力等大,小做相圆等周,运故动B的正半确径、不DG错同MR误m2,;根P据、
v=rω 可知线速度大小不同,故C错误。
(3)两个质量分布均匀的球体间的引力大小可用万有引 力定律公式求解,公式中的r为两球心之间的距离。 (4)一个质量分布均匀的球体与球外一质点之间的引力 大小也可用万有引力定律公式求解,公式中的r为质点 到球心之间的距离。
【思考·讨论】
李出华:r认→为0时两,个F→人∞距离。非李常华近同时学,的根想据法公正式确F=吗G?m为r1m2什2 么得? (科学思维)
1.内容:自然界中任何两个物体都_相__互__吸__引__,引力的方 向的在乘积_它_成_们___的____连____线,_与_上_它_,们引之力间的的大距小离与r物的体二的次质方量成m_1和__m_2_。
正比 2四.、公引式力:F常=_G量__m_r1m_2 _2 _。
反比
1.测量者:_________。
提示:不正确,因为两个人距离非常近时,不能视为质点 ,此公式不成立。
【典例示范】
要使两物体间的万有引力减小到原来的 1 ,下列办
R2
【典例示范1】 如图所示,P、Q为质量相同的两质点, 分别置于地球表面的不同纬度上,如果把地球看成一个 均匀球体,P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动,则 下列说法正确的是 ( )
A.P、Q做圆周运动的向心力大小相等 B.P、Q所受地球引力大小相等 C.P、Q做圆周运动的线速度大小相等 D.P所受地球引力大于Q所受地球引力
【解析】选B。P、Q两点的角速度相同,做圆周运动的
半径不同,根据F向=mrω 2可知向心力大小不相等,A错
误;P、Q两质点距离地心的距离相等,根据F=
知,
两Q两质质点点受角到速的度地大球小引相力等大,小做相圆等周,运故动B的正半确径、不DG错同MR误m2,;根P据、
v=rω 可知线速度大小不同,故C错误。
(3)两个质量分布均匀的球体间的引力大小可用万有引 力定律公式求解,公式中的r为两球心之间的距离。 (4)一个质量分布均匀的球体与球外一质点之间的引力 大小也可用万有引力定律公式求解,公式中的r为质点 到球心之间的距离。
【思考·讨论】
李出华:r认→为0时两,个F→人∞距离。非李常华近同时学,的根想据法公正式确F=吗G?m为r1m2什2 么得? (科学思维)
1.内容:自然界中任何两个物体都_相__互__吸__引__,引力的方 向的在乘积_它_成_们___的____连____线,_与_上_它_,们引之力间的的大距小离与r物的体二的次质方量成m_1和__m_2_。
正比 2四.、公引式力:F常=_G量__m_r1m_2 _2 _。
反比
1.测量者:_________。
提示:不正确,因为两个人距离非常近时,不能视为质点 ,此公式不成立。
【典例示范】
要使两物体间的万有引力减小到原来的 1 ,下列办
万有引力定律ppt
旳引力大小相等时，这个飞行器距地心旳距离与距月
心旳距离之比为
。
【答案】9:1
第一节 万有引力定律
【例题】太阳系中旳九大行星均在各自旳轨道上绕太 阳运动，若设它们旳轨道为圆形，若有两颗行星旳轨
道半径比为R1 ：R2=2 ：1，他们旳质量比为 M1 ：M2=4 ：1，求它们绕太阳运动旳周期比T1： T2
地心说是长久盛行于古代欧洲旳宇宙学说。它最初由古希腊 学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密进一步发 展而逐渐建立和完善起来。
第一节 万有引力定律 2.日心说：哥白尼(1473-1543) Nicolaus Copernicus
哥白尼
——波兰天文学家哥白尼经过近四年旳观察 和计算，于1543年出版了“天体运营论”正 式提出“日心说”。
第一节 万有引力定律
二.万有引力定律旳发觉
苹果为何会落地？
月球为何不会落到 地球上来呢？
假如苹果树长到月球那么高，苹果还会
落到地面吗？
月球为何不会落到地球上呢？是因为不 受到地球旳作用力吗？
假如月球不受力，它将做直线运动，
假如月球受重力，它将直接落到地面。
实际上，月球绕地球做圆周运动需要 向心力，正是地球对月球旳引力提供 了这个向心力
1、把行星绕太阳旳运动近似看成是匀速圆周运动，太
阳对行星旳万有引力是行星做圆周运动所需旳向心力
F
m
v2 r
又v
2r
T
F
4
2
(
r T
3 2
)
m r2
2、据开普勒第三定律知
r3 T2
k得F
4 2k
m r2
F
m r2
牛顿以为k是一种与行星
万有引力(共17张PPT)
三颗同步卫星可覆盖全球，若地球自转
⑤运行中的卫星处于失重状态。
假⑧设若卫星仅绕冥用王星三做匀颗速同圆周步运动卫，G星已知覆，还盖需知全道球哪两，个量最就可小以测出冥王星的质量？
①同步卫星的特点？（几个一定）
的轨道半径是多少？ ⑤冥王星表面g和星球半径R
④任何卫星的平面一定经过地心。
假三设颗卫星同绕冥步王星卫做匀星速可圆周覆运动盖，G全已知球，还，需知若道地哪两球个量自就可转以测出冥王星的质量？
2. “嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是
圆轨道，每经过时间t通过的弧长为L，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已 知引力常量为G，则月球的质量是？
3.（重）假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力 加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T， 引力常量为G。地球的密度为？
•评
•展
①同步卫星的特点？（几个一定）
②同步卫星、近地卫星、赤道上的物体大小关系？
③地面上物体随地球自转的向心加速度和卫星的向心加速度的区别？
④任何卫星的平面一定经过地心。( ) ⑤冥王星表面g和星球半径R
假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，G已知，还需知道哪两个量就可以测出冥王星的质量？
导
5.2 万有引力定律
本节任务： ①求中心天体的质量和密度；
②卫星运动规律（高轨低速大周期）
③地球同步卫星
•导
•导
•导
•议
1.假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，G已知，还需知道哪两个量就可以 测出冥王星的质量？ ①卫星的v和w ②卫星的w和r ③卫星的T和r ④卫星的w和T ⑤冥王星表面g和星球半径R
周期变小，同步卫星高度如何变化？
•评
①同步卫星的特点？（几个一定） ②同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的线速度、角速度、周期、向 心加速度的大小关系？ ③地面上物体随地球自转的向心加速度和卫星的向心加速度的区别？
⑤运行中的卫星处于失重状态。
假⑧设若卫星仅绕冥用王星三做匀颗速同圆周步运动卫，G星已知覆，还盖需知全道球哪两，个量最就可小以测出冥王星的质量？
①同步卫星的特点？（几个一定）
的轨道半径是多少？ ⑤冥王星表面g和星球半径R
④任何卫星的平面一定经过地心。
假三设颗卫星同绕冥步王星卫做匀星速可圆周覆运动盖，G全已知球，还，需知若道地哪两球个量自就可转以测出冥王星的质量？
2. “嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是
圆轨道，每经过时间t通过的弧长为L，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已 知引力常量为G，则月球的质量是？
3.（重）假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力 加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T， 引力常量为G。地球的密度为？
•评
•展
①同步卫星的特点？（几个一定）
②同步卫星、近地卫星、赤道上的物体大小关系？
③地面上物体随地球自转的向心加速度和卫星的向心加速度的区别？
④任何卫星的平面一定经过地心。( ) ⑤冥王星表面g和星球半径R
假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，G已知，还需知道哪两个量就可以测出冥王星的质量？
导
5.2 万有引力定律
本节任务： ①求中心天体的质量和密度；
②卫星运动规律（高轨低速大周期）
③地球同步卫星
•导
•导
•导
•议
1.假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，G已知，还需知道哪两个量就可以 测出冥王星的质量？ ①卫星的v和w ②卫星的w和r ③卫星的T和r ④卫星的w和T ⑤冥王星表面g和星球半径R
周期变小，同步卫星高度如何变化？
•评
①同步卫星的特点？（几个一定） ②同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的线速度、角速度、周期、向 心加速度的大小关系？ ③地面上物体随地球自转的向心加速度和卫星的向心加速度的区别？
万有引力定律课件PPT
一、月—地检验
检验目的：地球和月球之间的吸
引力是否与地球吸引苹果的
力为同一种力．
r
检验原理：
R
根据牛顿第二定律，知：
“月——地”检验示意图
一、月—地检验
地表重力加速度：g = 9.8 m/s2
地球半径：R=6400×103m
r
月球周期：T =27.3天≈2.36×106 s
月球轨道半径：r≈60R=3.84×108m
万有引力具有相互性
B．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发 现的
C．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受 到的都是地球的万有引力
D．F
G
m1m2 r2
中的G是一个比例常数，是没有单位的
G的单位是
3、那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？（太阳
的质量为M = 2.0×1030 kg，地球质量为 m = 6.0×1024 kg，日、地之间的距离为ｒ= 1.5×1011 m)
二、万有引力定律
★1、内容：
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 和 的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比.
★2、方向： 在两物体的连线上
★3、表达式：F
G
m1m2 r2
F＝G
m1m2 r2
两物体的距离r指“哪两部分距离”？
★4、ｒ的具体含义：
R
求：月球绕地球的向心加速度 ？ 即证明
“月——地”检验示意 图
一、月—地检验
根据向心加速度公式,有：
即：
=2.72×103m/s2
r
R
“月——地”检验示意图
数据表明，地面物体所受地球的引力， 月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引 力，真的遵从相同的规律！
万有引力定律的应用(共11张PPT)
宇宙速度的计算
第一宇宙速度
根据万有引力定律，可以 计算出环绕地球运行的最 大速度，即第一宇宙速度。
第二宇宙速度
通过万有引力定律，还可 以计算出逃离地球引力的 最小速度，即第二宇宙速 度。
第三宇宙速度
利用万有引力定律，可以 计算出逃离太阳系所需的 最小速度，即第三宇宙速 度。
03
万有引力定律在地球科学中的应 用
万有引力定律的公式
总结词
万有引力定律的公式是F=G(m1m2)/r²，其中F表示两物体之间的万有引力，G 是自然界的常量，m1和m2分别表示两个物体的质量，r表示两物体之间的距 离。
详细描述
这个公式是万有引力定律的核心内容，它精确地描述了两个物体之间万有引力 的数量关系。根据这个公式，我们可以计算出任意两个物体之间的万有引力的 大小。
桥梁和建筑物的稳定性分析
桥梁和建筑物的稳定性分 析
万有引力定律可以用来计算建筑物或桥梁的 支撑结构所受的重力，从而评估其稳定性。
桥梁和建筑物的抗震设计
通过分析地震发生时地面运动对建筑物的影 响，利用万有引力定律计算出建筑物在地震
中的受力情况，进而优化抗震设计。
物体落地速度的计算
物体落地速度的计算
THANKS
感谢观看
统研究提供基础。
04
万有引力定律在物理实验中的应 用
重力加速度的测量
总结词
通过测量物体自由落体的时间，可以计 算出重力加速度的值。
VS
详细描述
在重力加速度的测量实验中，通常使用自 由落体法。通过测量物体下落的时间，结 合已知的高度和重力加速度的公式，可以 计算出当地的重力加速度值。这种方法简 单易行，是物理学中常用的实验方法之一 。
《万有引力定律》PPT课件
2021/8/17
2
当时牛顿提出了万 有引 力理论，却未能得出万 有引力的公式，因为公 式中的“G”实在太小了 ，因此他提出： F∝mM/r^2。直到1798年 英国物理学家卡文迪许 利用著名的卡文迪许扭 秤（即卡文迪许实验） 较精确地测出了引力恒 量的数值。
2021/8/17
3
1、牛顿并不是发现了重力，他是发现重力是「万有」的
。每个物体都会吸引其他物体，而这股引力的大小只跟物
体的质量与物体间的距离有关。
2、牛顿的万有引力定律说明:每一个物体都吸引着其他每 一个物体；两个物体间的引力大小正比于两物体的质量， 会随著两物体中心连线距离的平方而递减。
3、不管距离地球多远，地球的重力永远不会变成零；即 使你被带到宇宙的边缘，地球的重力还是会作用到你身上 ；虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所 掩盖，但它还是存在。不管是多小还是多远，每一个物体 都会受到引力作用，而且遍布整个太空，正如我们所说的 「万有」。
2021/8/17
4
例：设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根 据万有引力定律，牛顿运动定律，论述人造地球 卫星随着轨道半径的增加，线速度变小，周期变 大。
答：根据万有引力和牛顿定则F向=GMm/R2和F向 =mv2/R,由此变形GM/R=V2,R增大G和M是常量,所 以速度V在变小.同理,F=mRw2=mR4π2/T2, T2=4π2R3/GM,其中只有R在变且变大,故周期T变 大.
在最高点：mg＋F1＝mω2r ① 在最低点：F2－mg＝mω2r ② 电机对地面的最大压力和最小压力分别出 现在铁块m位于最低点和最高点时，且压 力差的大小为：ΔFN＝F2＋F1 ③ 由①②③式可解得：ΔFN＝2mω2r
2021/8/17
《万有引力定律 》课件
02
详细描述
万有引力是一种自然现象，存在于任何两个物体之间，无论它们的质 量大小、距离远近，都存在相互吸引的力。这个力的大小与两个物体 的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
万有引力定律的公式
总结词
万有引力定律的公式是F=G(m1m2)/r^2。
详细描述
万有引力定律的公式是描述两个物体之间相互吸引的力的数学表达式。其中，F 表示两物体之间的万有引力，G是自然界的常量，m1和m2分别表示两个物体的 质量，r表示它们之间的距离。
现代科学的万有引力推导方法
广义相对论
在现代科学中，爱因斯坦的广义 相对论提供了另一种理解万有引 力的方式。它描述了质量如何弯 曲空间和时间，从而产生引力。
量子力学
尽管量子力学与万有引力理论在一 些基本原则上存在冲突，但它也为 理解宇宙的基本结构提供了框架。
宇宙学模型
现代宇宙学模型，如大爆炸理论和 暗物质模型，都基于万有引力定律 ，帮助我们理解宇宙的起源和演化 。
地球重力的计算
总结词
地球重力是万有引力定律在地球表面的具体表现，通过计算地球重力，可以了解地球的质量、赤道半 径、地球自转角速度等重要参数。
详细描述
地球重力是指地球对地球表面物体的吸引力，它是万有引力的一个分力。通过测量地球表面不同位置 的重力加速度，结合地球的几何参数，可以计算出地球的质量、赤道半径、地球自转角速度等重要参 数，这些参数对于地球科学、气象学、海洋学等领域的研究具有重要意义。
05
万有引力定律的影响
对科学发展的影响
01
02
03
促进天文学发展
万有引力定律解释了天体 运动规律，为天文学的发 展奠定了基础。
推动物理学进步
《万有引力定律》PPTPPT课件
探索万有引力定律被发现的历史背景，以及相关科学家们的研究。
2
牛顿的贡献
揭示牛顿是如何通过观察和实验推导出万有引力定律的。
万有引力定律的表述
1 引力公式
探索万有引力定律的数学表达式，以及如何计算物体之间的引力。
2 单位和常量
介绍在计算引力时使用的单位和常量，以及它们的意义。
3 实例解析
通过实例和具体问题，解析如何应用万有引力定律进行计算和分析。
《万有引力定律》PPTPPT 课件
在这个PPTPPT课件中，我们将探索一个广为人知且极其重要的科学定律— —《万有引力定律》。通过深入浅出的解释和精美的图像，从一个引人注目的故事开始，探索引力 从何而来。
引力的定义
在深入探索引力之前，我们先了解一下引力 的基本定义和特性。
展望未来，探索万有引力 定律对进一步研究和探索 宇宙的影响。
Q
留下一些问题供听众深入 思考和讨论。
实际应用
行星运动
探索万有引力定律在行星运动 和轨道运动中的实际应用。
人造卫星
了解人造卫星是如何利用引力 定律维持轨道，并实现通信和 导航等功能的。
其他应用领域
探索万有引力定律在天文学以 外的其他领域的实际应用。
结语
万有引力定律的重要 性
总结万有引力定律在科学 界和日常生活中的重要性 和影响。
对未来研究的影响
牛顿的三大定律
第一定律：惯性定 律
从运动的角度来理解物体的 行为，惯性定律是牛顿三大 定律中的第一个。
第二定律：加速度 定律
探索加速度的概念，以及物 体受力和加速度之间的关系。
第三定律：作用力 与反作用力
了解作用力和反作用力的相 互作用，以及它们如何影响 物体的运动。
万有引力定律ppt课件
量子引力理论 尝试将万有引力定律与量子力学相结合，发展出 量子引力理论，如弦论、圈量子引力等。
3
修改引力理论
通过对万有引力定律进行修正，以适应不同尺度 和环境下的引力现象，如MOND理论、f(R)重力 理论等。
未来研究方向和前景展望
深入研究暗物质与暗能量 揭示暗物质和暗能量的本质，以及它 们与万有引力的关系。
定律的公式
• F=(G×m1×m2)/r^2。两个可看作质点的物体之间的万有引力，可以用以下公式计算：F=(G×m1×m2)/r^2,即 万有引力 等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量，其值约为6.67×10的负11次方单位， N·m2/kg2。为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。
定律中各物理量的含义
• G为引力常量，m1和m2分别为两个物体的质量，r为两个物 体间的距离。万有引力定律公式适用于质点间的相互作用， 在宏观物体间由于距离远大于物体本身的大小，所以通常把 物体看做质点，此时该公式适用。而当两个物体间的距离小 于物体本身的大小时，此公式就不适用了。
03
CATALOGUE
相对论揭示了时间、空间、物质 和能量之间的深刻联系，为原子 能、宇宙学、粒子物理等领域的
研究提供了理论基础。
相对论的提出和发展对于推动现 代科学技术的进步具有不可估量
的作用。
06
CATALOGUE
万有引力定律的挑战和发展前景
定律面临的挑战和问题
弱引力问题
01
在极弱引力环境下，万有引力定律的预测与观测结果存在偏差。
卫星轨道设计
万有引力定律是卫星轨道设计的 基础，通过计算地球对卫星的引 力，可以确定卫星的轨道参数。
太空探测任务
3
修改引力理论
通过对万有引力定律进行修正，以适应不同尺度 和环境下的引力现象，如MOND理论、f(R)重力 理论等。
未来研究方向和前景展望
深入研究暗物质与暗能量 揭示暗物质和暗能量的本质，以及它 们与万有引力的关系。
定律的公式
• F=(G×m1×m2)/r^2。两个可看作质点的物体之间的万有引力，可以用以下公式计算：F=(G×m1×m2)/r^2,即 万有引力 等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量，其值约为6.67×10的负11次方单位， N·m2/kg2。为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。
定律中各物理量的含义
• G为引力常量，m1和m2分别为两个物体的质量，r为两个物 体间的距离。万有引力定律公式适用于质点间的相互作用， 在宏观物体间由于距离远大于物体本身的大小，所以通常把 物体看做质点，此时该公式适用。而当两个物体间的距离小 于物体本身的大小时，此公式就不适用了。
03
CATALOGUE
相对论揭示了时间、空间、物质 和能量之间的深刻联系，为原子 能、宇宙学、粒子物理等领域的
研究提供了理论基础。
相对论的提出和发展对于推动现 代科学技术的进步具有不可估量
的作用。
06
CATALOGUE
万有引力定律的挑战和发展前景
定律面临的挑战和问题
弱引力问题
01
在极弱引力环境下，万有引力定律的预测与观测结果存在偏差。
卫星轨道设计
万有引力定律是卫星轨道设计的 基础，通过计算地球对卫星的引 力，可以确定卫星的轨道参数。
太空探测任务
万有引力定律ppt课件
星的质量m成正比，与r2成反比。
m
F 2
r
2.行星对太阳的引力
m
F 2
r
行
星
F
F′
太
阳
M
F 2
r
'
太阳和行星的引力是相互的，行星和太阳的地
位对等的，太阳对行星的引力与行星质量成正
比，由类比法可得行星对太阳的引力与太阳的
质量成正比。
m
F 2
r
类 牛
比
法 三
M
F 2
r
牛三
Mm
F 2
r
Mm
当时，已能准确测量的量有：（即事实）地球表面附近的重力加速度：
g = 9.8m/s2，地球半径：
R = 6.4×106m，月亮的公转周期：T =27.3天
≈2.36×106s，月亮轨道半径： r =3.8×108m≈ 60R
2
4
r
2
a r
T
a 2.69 10 3 m / s 2
1
该就是太阳对它的引力。
知识点二：行星与太阳间的引力
行星
行星
太阳
太阳
a
r
简化
(1)匀速圆周运动模型：
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以太阳为圆心的匀速圆周运动。
(2)太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力。
1.太阳对行星的引力
行星绕太阳的运动看做匀速圆周运动，行
F=G 2
r
'
F 和F ′是一对作用力和反作用力，所以F的大小既
和太阳质量M成正比、也和行星质量m成正比。
m
F 2
r
2.行星对太阳的引力
m
F 2
r
行
星
F
F′
太
阳
M
F 2
r
'
太阳和行星的引力是相互的，行星和太阳的地
位对等的，太阳对行星的引力与行星质量成正
比，由类比法可得行星对太阳的引力与太阳的
质量成正比。
m
F 2
r
类 牛
比
法 三
M
F 2
r
牛三
Mm
F 2
r
Mm
当时，已能准确测量的量有：（即事实）地球表面附近的重力加速度：
g = 9.8m/s2，地球半径：
R = 6.4×106m，月亮的公转周期：T =27.3天
≈2.36×106s，月亮轨道半径： r =3.8×108m≈ 60R
2
4
r
2
a r
T
a 2.69 10 3 m / s 2
1
该就是太阳对它的引力。
知识点二：行星与太阳间的引力
行星
行星
太阳
太阳
a
r
简化
(1)匀速圆周运动模型：
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以太阳为圆心的匀速圆周运动。
(2)太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力。
1.太阳对行星的引力
行星绕太阳的运动看做匀速圆周运动，行
F=G 2
r
'
F 和F ′是一对作用力和反作用力，所以F的大小既
和太阳质量M成正比、也和行星质量m成正比。
《万有引力定律》PPT课件
(因物体不再受地球自转影响！)
mg h
G
Mm (R地 h)2
②重力随高度的增大而减小。
对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力
的表达式F＝Gmr1m2 2，下列说法正确的是
()
• A．公式中的G是引力常量，它是由实验 得出的，而不是人为规定的
• B．当两个物体间的距离r趋于零时，万有 引力趋于无穷大
(4)特殊性：两个物体之间的万有引力只与它 们本身的质量和它们间的距离有关，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。
三、万有引力与重力之间的关系
1.在地球表面,重力只是万有引力 的一个分力.
F mg G Mm r2
①重力随纬度的减小而减小。 g赤 g极
2.在地球高空,重力就是万有引力.
B.
G
m1m2 r12
D. G m1m2
(r r1 r2 ) 2
r1
r2
r
图7－9
它在数值上等于质量都是1kg的物体相距1m时的相 互作用力。
4.万有引力定律公式的适用条件
(1) F G m1m2 适用于计算两个质点间相互作用. r2
(2)两个质量分布均匀的球体间的相互作用，可 用公式计算，其中r是两个球体球心的距离。
(3)一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力, 可用公式计算，其中r是球心到质点间的距离。
有椭圆的一个焦点上。
第二定律：
开普勒
行星和太阳的连线，在相等的时间内
(面积定律) 扫过相同的面积。
同一颗行星在近 日点的速率大于 远日点的速率.
第三定律： 行星绕太阳公转的周期的平方和轨道半 (周期定律) 长轴的立方成正比
注：1）K与行星无关， 只与“中心天体”--太阳质量有关。
mg h
G
Mm (R地 h)2
②重力随高度的增大而减小。
对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力
的表达式F＝Gmr1m2 2，下列说法正确的是
()
• A．公式中的G是引力常量，它是由实验 得出的，而不是人为规定的
• B．当两个物体间的距离r趋于零时，万有 引力趋于无穷大
(4)特殊性：两个物体之间的万有引力只与它 们本身的质量和它们间的距离有关，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。
三、万有引力与重力之间的关系
1.在地球表面,重力只是万有引力 的一个分力.
F mg G Mm r2
①重力随纬度的减小而减小。 g赤 g极
2.在地球高空,重力就是万有引力.
B.
G
m1m2 r12
D. G m1m2
(r r1 r2 ) 2
r1
r2
r
图7－9
它在数值上等于质量都是1kg的物体相距1m时的相 互作用力。
4.万有引力定律公式的适用条件
(1) F G m1m2 适用于计算两个质点间相互作用. r2
(2)两个质量分布均匀的球体间的相互作用，可 用公式计算，其中r是两个球体球心的距离。
(3)一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力, 可用公式计算，其中r是球心到质点间的距离。
有椭圆的一个焦点上。
第二定律：
开普勒
行星和太阳的连线，在相等的时间内
(面积定律) 扫过相同的面积。
同一颗行星在近 日点的速率大于 远日点的速率.
第三定律： 行星绕太阳公转的周期的平方和轨道半 (周期定律) 长轴的立方成正比
注：1）K与行星无关， 只与“中心天体”--太阳质量有关。
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R 地球 金星 火星
R3 T2 K
拓展:K与什么有关?
K：由中心天体的质量决定
第一节 万有引力定律
三.万有引力定律的发
现
行星为什么这样运动的？
行星的运动是太阳磁力吸引的 缘故，磁力与距离成反比。
开普勒 行星运动是“惯性”自行维持的。 伽利略
太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。
行星的运动是太阳引吸引的缘
近
日b
点
太阳
t4
t2 远 a日 t1 点
第一节 万有引力定律
3. 开普勒第三定（周期定律） （律1）内容：行星绕太阳公转周期的平方和
轨道半长轴的立方成正比。
表达式：R3 T2
=K
R：椭圆轨道的半长轴
T：行星绕太阳公转的周地期球
（2）图解：
太阳
R
第一节 万有引力定律
讨论:金星、火星的公转周期与地球相比,哪一 个大？为什么？
2019/8/27
第一节 万有引力定律
结论：1、月球受到的力和苹果受
到的力为同样性质的力。
月球为什么不会落
到地球上来呢？
2、行星像月球绕地球转动
一样，绕太阳转动，可以推知：
重力、行星对卫星的引力，太
阳对行星的引力为同一性质的
力。
*这个力多大？
牛顿经过多年的思考和严密的 数学推导，正式提出万有引力 定律。
有深远的影响。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规 律统一了起来。在科学文化发展上起到了积极的推动作用， 解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大的信 心，人们有能力理解天地间的各种事物。
第一节 万有引力定律
几种引力的比较
第一节 万有引力定律
粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人 之间的引力是多大？
F
G
m1m2 r2
6.67
1011
50 50 0.52
N
6.67 107 NLeabharlann 一粒芝麻重的几千分之一!!!
第一节 万有引力定律
小结：
1. 天体究竟是怎样运动的。
2. 开普勒三大定律。
3. 万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
作业：
第一节 万有引力定律
【例题】地球的质量大约为月球质量的81倍。 一飞
行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对
它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距
月心的距离之比为
。
【答案】9:1
由：
G mm0 G Mm0
r22
r12
得：
r1 M 9 r2 m
第一节 万有引力定律
【例题】太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太 阳运动，若设它们的轨道为圆形，若有两颗行星的轨
第一节 万有引力定律
托勒密
“地心说”行星运行图
第一节 万有引力定律
2.日心说：哥白尼(1473-1543) Nicolaus Copernicus
哥白尼
——波兰天文学家哥白尼提出“日心说”。 “日心说”认为，太阳不动，处于
宇宙的中心，地球和其它行星公转还同时自 转。
“日心说”对天体的描述大为简化， 同时打破了过去认为其它天体和地球截然有 别的界限，是一项真正的科学革命。
m1 F
F m2
r
【注意】
（1）万有引力公式适应于两个质点或者两个均匀球体之间的相互 作用
（2）r—质点间的距离（或球心距）
（3）两个物体之间的万有引力是一对相互作用力
（4）自然界的任何两物体之间都存在万有引力
第一节 万有引力定律
万有引力定律发现的重要意义： 万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具
第一节 万有引力定律 “日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫
这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利 略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为： “哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”
“日心说”行星运行图
第一节 万有引力定律 行星是怎样运动的？
第一节 万有引力定律
二、开普勒三大定律
第一节 万有引力定律
一.天体究竟做怎样的运动——“地心说”和“日心 说” 1.地心说：托勒密(90-168)Claudius Peolemy
——在古代，以希腊亚里士多德为代表， 认为地球是宇宙的中心。其它天体则以 地球为中心，在不停地运动。这种观点， 就是“地心说”。天文学家托勒密，发 展完善了“地心说”，描绘了一个复杂 的天体运动图象。 亚里士多德
第一节 万有引力定律
四、万有引力定律
1、内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，引力的方 向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正 比，与它们之间的距离的平方成反比。
2、数学表达式为：
F
G
m1m2 r2
m1 F
【说明】
r
F m2
1.m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离，
2.G为引力常数
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
由卡文迪许测出
第一节 万有引力定律
引力常数的测定——卡文迪许扭秤
引力常量的 物理意义
——它在数 值上等于两 个质量都是
1kg的物体相 距1m时的相
互作用力。
动画
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
第一节 万有引力定律
万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
道半径比为R1 ：R2=2 ：1，他们的质量比为 M1 ：M2=4 ：1，求它们绕太阳运动的周期比T1：T2
解：
由
R T
3 2
K
R13 R23 T12 T23
即
开普勒
开（ 普几 勒何 第定 一律 定） 律
所有的行星围绕太阳运动的轨道都 是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点
第一节 万有引力定律
2. 开普勒第二定律（面积定律）
（1）内容：太阳和行星的连线在相等的时 间内扫过相等的面积。 （2）图解：
由此可见：行
星在远日点a的
速率最小，在近
日点b的速率最
大。
t3
故，并且力的大小与到太阳距离的
平方成反比。
笛卡尔
胡克
第一节 万有引力定律
牛顿对苹果落地的思考
⒈苹果落地——重力的作用； 苹果树像月球一样高—苹果也会落地。
月球为什么不落地？ ⒉苹果树上的苹果相对地面静止 。
如果月球也相对地面静止月球会落回地面吗？ 会落回地面：说明月球相对地面具有速度 如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度呢？ 也会像月球一样不落回地面。
第一节 万有引力定律
二.万有引力定律的发 现 苹果为什么会落地？
如果苹果树长到月球那么高，苹 果还会落到地面吗？
地球
月球为什么不会落到地球上呢？是因 为不受到地球的作用力吗？
如果月球也相对地面静止月球会落回地 面吗？
如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度
呢？
牛顿人造卫星原理图
SUCCESS
THANK YOU
R3 T2 K
拓展:K与什么有关?
K：由中心天体的质量决定
第一节 万有引力定律
三.万有引力定律的发
现
行星为什么这样运动的？
行星的运动是太阳磁力吸引的 缘故，磁力与距离成反比。
开普勒 行星运动是“惯性”自行维持的。 伽利略
太阳的漩涡带动行星和卫星一起运动。
行星的运动是太阳引吸引的缘
近
日b
点
太阳
t4
t2 远 a日 t1 点
第一节 万有引力定律
3. 开普勒第三定（周期定律） （律1）内容：行星绕太阳公转周期的平方和
轨道半长轴的立方成正比。
表达式：R3 T2
=K
R：椭圆轨道的半长轴
T：行星绕太阳公转的周地期球
（2）图解：
太阳
R
第一节 万有引力定律
讨论:金星、火星的公转周期与地球相比,哪一 个大？为什么？
2019/8/27
第一节 万有引力定律
结论：1、月球受到的力和苹果受
到的力为同样性质的力。
月球为什么不会落
到地球上来呢？
2、行星像月球绕地球转动
一样，绕太阳转动，可以推知：
重力、行星对卫星的引力，太
阳对行星的引力为同一性质的
力。
*这个力多大？
牛顿经过多年的思考和严密的 数学推导，正式提出万有引力 定律。
有深远的影响。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规 律统一了起来。在科学文化发展上起到了积极的推动作用， 解放了人们的思想，给人们探索自然的奥秘建立了极大的信 心，人们有能力理解天地间的各种事物。
第一节 万有引力定律
几种引力的比较
第一节 万有引力定律
粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人 之间的引力是多大？
F
G
m1m2 r2
6.67
1011
50 50 0.52
N
6.67 107 NLeabharlann 一粒芝麻重的几千分之一!!!
第一节 万有引力定律
小结：
1. 天体究竟是怎样运动的。
2. 开普勒三大定律。
3. 万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
作业：
第一节 万有引力定律
【例题】地球的质量大约为月球质量的81倍。 一飞
行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对
它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距
月心的距离之比为
。
【答案】9:1
由：
G mm0 G Mm0
r22
r12
得：
r1 M 9 r2 m
第一节 万有引力定律
【例题】太阳系中的九大行星均在各自的轨道上绕太 阳运动，若设它们的轨道为圆形，若有两颗行星的轨
第一节 万有引力定律
托勒密
“地心说”行星运行图
第一节 万有引力定律
2.日心说：哥白尼(1473-1543) Nicolaus Copernicus
哥白尼
——波兰天文学家哥白尼提出“日心说”。 “日心说”认为，太阳不动，处于
宇宙的中心，地球和其它行星公转还同时自 转。
“日心说”对天体的描述大为简化， 同时打破了过去认为其它天体和地球截然有 别的界限，是一项真正的科学革命。
m1 F
F m2
r
【注意】
（1）万有引力公式适应于两个质点或者两个均匀球体之间的相互 作用
（2）r—质点间的距离（或球心距）
（3）两个物体之间的万有引力是一对相互作用力
（4）自然界的任何两物体之间都存在万有引力
第一节 万有引力定律
万有引力定律发现的重要意义： 万有引力定律的发现，对物理学、天文学的发展具
第一节 万有引力定律 “日心说”和宗教的主张是相反的。为宣传和捍卫
这个学说，意大利学者布鲁诺被宗教裁判所活活烧死。伽利 略受到残酷的迫害，后人把历史上这桩勇敢的壮举形容为： “哥白尼拦住了太阳，推动了地球。”
“日心说”行星运行图
第一节 万有引力定律 行星是怎样运动的？
第一节 万有引力定律
二、开普勒三大定律
第一节 万有引力定律
一.天体究竟做怎样的运动——“地心说”和“日心 说” 1.地心说：托勒密(90-168)Claudius Peolemy
——在古代，以希腊亚里士多德为代表， 认为地球是宇宙的中心。其它天体则以 地球为中心，在不停地运动。这种观点， 就是“地心说”。天文学家托勒密，发 展完善了“地心说”，描绘了一个复杂 的天体运动图象。 亚里士多德
第一节 万有引力定律
四、万有引力定律
1、内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，引力的方 向在它们的连线上，引力的大小跟它们的质量的乘积成正 比，与它们之间的距离的平方成反比。
2、数学表达式为：
F
G
m1m2 r2
m1 F
【说明】
r
F m2
1.m1和m2表示两个物体的质量，r表示他们的距离，
2.G为引力常数
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
由卡文迪许测出
第一节 万有引力定律
引力常数的测定——卡文迪许扭秤
引力常量的 物理意义
——它在数 值上等于两 个质量都是
1kg的物体相 距1m时的相
互作用力。
动画
G=6.67×10－11 N·m2/kg2
第一节 万有引力定律
万有引力定律：
F
G
m1m2 r2
道半径比为R1 ：R2=2 ：1，他们的质量比为 M1 ：M2=4 ：1，求它们绕太阳运动的周期比T1：T2
解：
由
R T
3 2
K
R13 R23 T12 T23
即
开普勒
开（ 普几 勒何 第定 一律 定） 律
所有的行星围绕太阳运动的轨道都 是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点
第一节 万有引力定律
2. 开普勒第二定律（面积定律）
（1）内容：太阳和行星的连线在相等的时 间内扫过相等的面积。 （2）图解：
由此可见：行
星在远日点a的
速率最小，在近
日点b的速率最
大。
t3
故，并且力的大小与到太阳距离的
平方成反比。
笛卡尔
胡克
第一节 万有引力定律
牛顿对苹果落地的思考
⒈苹果落地——重力的作用； 苹果树像月球一样高—苹果也会落地。
月球为什么不落地？ ⒉苹果树上的苹果相对地面静止 。
如果月球也相对地面静止月球会落回地面吗？ 会落回地面：说明月球相对地面具有速度 如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度呢？ 也会像月球一样不落回地面。
第一节 万有引力定律
二.万有引力定律的发 现 苹果为什么会落地？
如果苹果树长到月球那么高，苹 果还会落到地面吗？
地球
月球为什么不会落到地球上呢？是因 为不受到地球的作用力吗？
如果月球也相对地面静止月球会落回地 面吗？
如果月球那么高的苹果具有月球一样的速度
呢？
牛顿人造卫星原理图
SUCCESS
THANK YOU