新人教版必修2物理6.3 万有引力定律 课件1
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人教版必修2
第六章 万有引力与航天
第三节 万有引力定律
在自然界中，当以一定的初速 度将物体抛出后，物体总会落 到地面上。是什么原因？
设想
1、既然是太阳与行星
苹
之间的引力使得行星不能飞 离太阳，那么，太阳与地球
果
之间的吸引力与地球吸引物
落
体（苹果）的力是否是同一
地
种力呢?
再设 想
2、即使在最高的建筑物上和最高的山顶上 ，都不会发现重力有明显的减弱，那么，这个 力会不会延伸作用到月球上?拉住月球围绕地球 运动？
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/6
谢谢观看
地球半径：
R = 6.4×106m
月球围绕地球公转的周期：T = 27.3天≈2.36×106s
月球轨道半径：
r =3.8×108m≈ 60R
42r
43 .1 4 2
a
3 .8 1 0 8m /s2
T2 (2 7 .32 43 6 0 0 )2
2.69103 m
s2
1 3600
g
两者十分接近，为牛顿的假想提供了有力的事实根据
。2021年3月6日星期六2021/3/62021/3/62021/3/6
15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
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。2021/3/62021/3/6March 6, 2021
自然界中任何两个物体都相互吸引，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。
2.表达式： F G m1m2 r2
其中G为引力常量，r为两物体的中心距离。
3.方向：在两个物体的连线上。
4.万有引力定律适用的条件
①严格地说，万有引力定律只适用于质点间 的相互作用。
②对两个质量分布均匀的球体间相互作用， 也可用此定律来计算。此时，r是两个球体球心间 的距离。
（5）特殊性：万有引力的大小只与它们的质 量有关，与它们间的距离有关。与其他的因素均 无关。
下面请同学们粗略的计算一下两个质量为50kg，相 距0.5m的人之间的引力？
F
G
m1m2 r2
6.67 1011
50 50 0.52
N
6.67 107 N
只有一粒芝麻重力的几千分之一!!!
课堂小结
C ．只适用于质点，不适用于实际物体 D．适用于自然界中任何两个物体之间
3．关于万有引力的说法，正确的有( BC ) A．物体落到地面上，说明地球对物体有引力 ，物体对地球没有引力 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=Gm1m2/r2中的G是一个比例常数，是 没有单位的
对万有引力定律的理解（找关键词）
(1)普遍性：它存在于宇宙中任何有质量的物 体之间，不管它们之间是否还有其他作用力。
(2)普适性：G是一个仅和m、r、F单位选择 有关，而与物体性质无关的恒量。
(3)相互性：两物体间的相互引力，是一对作 用力和反作用力，符合牛顿第三定律。
(4)宏观性：通常情况下，万有引力非常小， 只有在质量巨大的天体间或天体与物体间，它的 作用才有宏观的意义。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
万有引力定律： 自然界中任何两个物体都相互吸引，方向在它们
的连线上，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。
课堂练习
1.关于万有引力，下列说法中正确得是：( D )
之间的万有引力是( D )
A．2F
B．4F
C．8F
D．16F
6. 要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法
可采用的是（ ABC ）
A. 使两个物体质量各减小一半，距离不变 B. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变 C. 使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变 D. 距离和两物体质量都减小为原来的1/4
602
根据牛顿第二定律，月球轨道处的向心加速度 就应该是地面附近自由落体加速度
a 月 6 1 0 2g 3 9 6 .0 8 0 m /s2 2 .7 2 1 0 3 m /s2
事实检验：
？ 请根据天文观测数据（事实）计算月球所在
处的向心加速度：
地球表面附近的重力加速度：g = 9.8m/s2
二、月—地检验
理论分析： 假设它们是同一种性质的力Leabharlann Baidu且遵从“平方反比”规律。
思考：月球围绕地球做什么运动？谁提供向心力？
月球围绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力由地球对 月球的引力提供。
即：GMr2mman
Mm G mg
R2
由于月球距地球远，月球受到地球的引力就应该比苹果 受到的引力小的多。根据牛顿第二定律，月球轨道处的 向心加速度比地面附近自由落体加速度也小的多。
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
由引力与“距离平方反比”规律，根据月球轨
道半径约为地球半径的60倍，可知，月球受到 地球引力应是苹果受到的引力的1
即：行星对卫星的作用力，与地球拉着苹 果下落的力，是否是同一种力，遵循相同的规 律?……
一、牛顿的猜想
猜想： 假设地球对月亮、苹果的力是同一种性
质的力，这可能是地球对其表面上的物体 的重力延伸到月亮，且它们都是类似太阳 与行星间的引力，都应遵从“与距离平方 成反比”的规律。
怎样根据事实来验证这一猜想呢？
4．某实心均匀球半径为R，质量为M，在球 外壳离球面h高处有一质量为m的质点，则其万有 引力大小为( B )
A．GMm／R2 B．GMm/(R+h)2 C．GMm／h2 D．GMm／(R2+h2)
5．有两个大小相同的实心小铁球，它们紧靠
在一起时，相互之间的万有引力为F，若换成两个
半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们
置所受万有引力大小的说法中，正确的是（ C）
A.离地面高度 R 处为4mg
B.离地面高度 C.离地面高度
R 处为 2R 处为
1 2
1 9
m
m
g
g
D.离地面高度 1 R 处为4mg
2
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
7. 操场两边放着半径为r1、r2，质量分别为m1、m2 的篮球和足球，两者的直线间距为r，这两球间的万
有引力大小为（ C ）
A.
G
m1m 2 r2
B.
大于G
m1m2 r2
C. 小于G m1m2 r2
r
D.无法判断
8. 地球的半径为R，地球表面处物体所受的重力为mg ，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位
A. 万有引力只有在天体之间才体现出来 B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引 力几乎可以忽略 C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的 万有力 D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在 于地球表面附近
2．关于万有引力定律的适用范围，下列说法
中正确的有( D )
A．只适用于天体，不适用于地面的物体 B．只适用于球形物体，不适用于其他形状的 物体
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021 1:12:27 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/62021/3/62021/3/6Mar-216-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/62021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
。 月——地检验表明：地面物体所受地球的引力，与
月球所受地球的引力，是同一种性质的力。
牛顿再度思考： 既然太阳与行星之间、地球与月球之
间、地球与物体之间都有引力，那么任何 两个有质量的物体之间是否也都有这样的 引力呢？
牛顿又大胆猜想，任何两个物 体之间的都存在这样的引力
三、万有引力定律
1.内容：
③对一个均匀球体与球外一个质点的万有引 力也适用，其中r为球心到质点间的距离。
④两个物体间距离远大于物体本身大小时， 公式也近似适用，其中r为两物体质心间的距离．
四、引力常量
卡文迪许扭秤实验
卡文迪许
①数值： G=6.67×10-11 Nm2/kg2 ②G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6.67×10-11 N
第六章 万有引力与航天
第三节 万有引力定律
在自然界中，当以一定的初速 度将物体抛出后，物体总会落 到地面上。是什么原因？
设想
1、既然是太阳与行星
苹
之间的引力使得行星不能飞 离太阳，那么，太阳与地球
果
之间的吸引力与地球吸引物
落
体（苹果）的力是否是同一
地
种力呢?
再设 想
2、即使在最高的建筑物上和最高的山顶上 ，都不会发现重力有明显的减弱，那么，这个 力会不会延伸作用到月球上?拉住月球围绕地球 运动？
THE END 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/6
谢谢观看
地球半径：
R = 6.4×106m
月球围绕地球公转的周期：T = 27.3天≈2.36×106s
月球轨道半径：
r =3.8×108m≈ 60R
42r
43 .1 4 2
a
3 .8 1 0 8m /s2
T2 (2 7 .32 43 6 0 0 )2
2.69103 m
s2
1 3600
g
两者十分接近，为牛顿的假想提供了有力的事实根据
。2021年3月6日星期六2021/3/62021/3/62021/3/6
15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
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。2021/3/62021/3/6March 6, 2021
自然界中任何两个物体都相互吸引，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。
2.表达式： F G m1m2 r2
其中G为引力常量，r为两物体的中心距离。
3.方向：在两个物体的连线上。
4.万有引力定律适用的条件
①严格地说，万有引力定律只适用于质点间 的相互作用。
②对两个质量分布均匀的球体间相互作用， 也可用此定律来计算。此时，r是两个球体球心间 的距离。
（5）特殊性：万有引力的大小只与它们的质 量有关，与它们间的距离有关。与其他的因素均 无关。
下面请同学们粗略的计算一下两个质量为50kg，相 距0.5m的人之间的引力？
F
G
m1m2 r2
6.67 1011
50 50 0.52
N
6.67 107 N
只有一粒芝麻重力的几千分之一!!!
课堂小结
C ．只适用于质点，不适用于实际物体 D．适用于自然界中任何两个物体之间
3．关于万有引力的说法，正确的有( BC ) A．物体落到地面上，说明地球对物体有引力 ，物体对地球没有引力 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=Gm1m2/r2中的G是一个比例常数，是 没有单位的
对万有引力定律的理解（找关键词）
(1)普遍性：它存在于宇宙中任何有质量的物 体之间，不管它们之间是否还有其他作用力。
(2)普适性：G是一个仅和m、r、F单位选择 有关，而与物体性质无关的恒量。
(3)相互性：两物体间的相互引力，是一对作 用力和反作用力，符合牛顿第三定律。
(4)宏观性：通常情况下，万有引力非常小， 只有在质量巨大的天体间或天体与物体间，它的 作用才有宏观的意义。
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
万有引力定律： 自然界中任何两个物体都相互吸引，方向在它们
的连线上，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。
课堂练习
1.关于万有引力，下列说法中正确得是：( D )
之间的万有引力是( D )
A．2F
B．4F
C．8F
D．16F
6. 要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法
可采用的是（ ABC ）
A. 使两个物体质量各减小一半，距离不变 B. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变 C. 使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变 D. 距离和两物体质量都减小为原来的1/4
602
根据牛顿第二定律，月球轨道处的向心加速度 就应该是地面附近自由落体加速度
a 月 6 1 0 2g 3 9 6 .0 8 0 m /s2 2 .7 2 1 0 3 m /s2
事实检验：
？ 请根据天文观测数据（事实）计算月球所在
处的向心加速度：
地球表面附近的重力加速度：g = 9.8m/s2
二、月—地检验
理论分析： 假设它们是同一种性质的力Leabharlann Baidu且遵从“平方反比”规律。
思考：月球围绕地球做什么运动？谁提供向心力？
月球围绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力由地球对 月球的引力提供。
即：GMr2mman
Mm G mg
R2
由于月球距地球远，月球受到地球的引力就应该比苹果 受到的引力小的多。根据牛顿第二定律，月球轨道处的 向心加速度比地面附近自由落体加速度也小的多。
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
由引力与“距离平方反比”规律，根据月球轨
道半径约为地球半径的60倍，可知，月球受到 地球引力应是苹果受到的引力的1
即：行星对卫星的作用力，与地球拉着苹 果下落的力，是否是同一种力，遵循相同的规 律?……
一、牛顿的猜想
猜想： 假设地球对月亮、苹果的力是同一种性
质的力，这可能是地球对其表面上的物体 的重力延伸到月亮，且它们都是类似太阳 与行星间的引力，都应遵从“与距离平方 成反比”的规律。
怎样根据事实来验证这一猜想呢？
4．某实心均匀球半径为R，质量为M，在球 外壳离球面h高处有一质量为m的质点，则其万有 引力大小为( B )
A．GMm／R2 B．GMm/(R+h)2 C．GMm／h2 D．GMm／(R2+h2)
5．有两个大小相同的实心小铁球，它们紧靠
在一起时，相互之间的万有引力为F，若换成两个
半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们
置所受万有引力大小的说法中，正确的是（ C）
A.离地面高度 R 处为4mg
B.离地面高度 C.离地面高度
R 处为 2R 处为
1 2
1 9
m
m
g
g
D.离地面高度 1 R 处为4mg
2
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。 2021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021
7. 操场两边放着半径为r1、r2，质量分别为m1、m2 的篮球和足球，两者的直线间距为r，这两球间的万
有引力大小为（ C ）
A.
G
m1m 2 r2
B.
大于G
m1m2 r2
C. 小于G m1m2 r2
r
D.无法判断
8. 地球的半径为R，地球表面处物体所受的重力为mg ，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位
A. 万有引力只有在天体之间才体现出来 B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引 力几乎可以忽略 C. 地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的 万有力 D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在 于地球表面附近
2．关于万有引力定律的适用范围，下列说法
中正确的有( D )
A．只适用于天体，不适用于地面的物体 B．只适用于球形物体，不适用于其他形状的 物体
10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021 1:12:27 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/62021/3/62021/3/6Mar-216-Mar-21 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/62021/3/62021/3/6Saturday, March 06, 2021 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/62021/3/62021/3/62021/3/63/6/2021
。 月——地检验表明：地面物体所受地球的引力，与
月球所受地球的引力，是同一种性质的力。
牛顿再度思考： 既然太阳与行星之间、地球与月球之
间、地球与物体之间都有引力，那么任何 两个有质量的物体之间是否也都有这样的 引力呢？
牛顿又大胆猜想，任何两个物 体之间的都存在这样的引力
三、万有引力定律
1.内容：
③对一个均匀球体与球外一个质点的万有引 力也适用，其中r为球心到质点间的距离。
④两个物体间距离远大于物体本身大小时， 公式也近似适用，其中r为两物体质心间的距离．
四、引力常量
卡文迪许扭秤实验
卡文迪许
①数值： G=6.67×10-11 Nm2/kg2 ②G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6.67×10-11 N