人教版PPT()高一物理必修二第七章第二节万有引力定律PPT
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人教版高中物理必修2第7章第2节万有引力定律课件(共30张PPT)
=2.4012×10-7N
此力不到一粒芝麻重的几千分之一所以根本感觉不到它的存在。
新知讲解
计算：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=6.0×1024kg， 日地之间的距离为R=1.5×1011m请计算：太阳与地球之间的万有引力 又是多大呢？
解:通F常=情G况M r下2 m，=万6—.有6—7引×—1力0（—－非111.—常×5×小—21.00，—×11只）1—0有230—质×—6量.0—巨×1大—02的—4 星=球3.5间×或10天22体(N与)
下面我们根据牛顿运动定律及开普勒行星运动定律来讨论太阳与行 星间的引力。
新知讲解
二、行星与太阳间的引力 1、简化模型：行星轨道按照“圆”来处理；
行星做匀速圆周运动时，受到一 个指向圆心（太阳）的引力提供 了向心力，太阳与行星间引力的 方向沿着二者的连线。
v F’ F
太阳
行星
新知讲解
2、太阳和行星之间的引力
新知讲解
科学漫步
牛顿的科学生涯
阅读回答下面问题： 1、简述牛顿的科学生涯。 2、说一说牛顿在前人的基础上形成了比较全面的科学方法 是什么？ 3、在科学研究方面我们应该学习牛顿的哪些品质？
课堂练习
1.火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,
b
那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的__a_2 ___倍。
2.在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表
达式后推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，
这一步骤采用的论证方法是( D )
A．研究对象的选取 B．理想化过程
C．控制变量法
D．等效法
课堂练习
3、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一 半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上 所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小C的( )
此力不到一粒芝麻重的几千分之一所以根本感觉不到它的存在。
新知讲解
计算：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=6.0×1024kg， 日地之间的距离为R=1.5×1011m请计算：太阳与地球之间的万有引力 又是多大呢？
解:通F常=情G况M r下2 m，=万6—.有6—7引×—1力0（—－非111.—常×5×小—21.00，—×11只）1—0有230—质×—6量.0—巨×1大—02的—4 星=球3.5间×或10天22体(N与)
下面我们根据牛顿运动定律及开普勒行星运动定律来讨论太阳与行 星间的引力。
新知讲解
二、行星与太阳间的引力 1、简化模型：行星轨道按照“圆”来处理；
行星做匀速圆周运动时，受到一 个指向圆心（太阳）的引力提供 了向心力，太阳与行星间引力的 方向沿着二者的连线。
v F’ F
太阳
行星
新知讲解
2、太阳和行星之间的引力
新知讲解
科学漫步
牛顿的科学生涯
阅读回答下面问题： 1、简述牛顿的科学生涯。 2、说一说牛顿在前人的基础上形成了比较全面的科学方法 是什么？ 3、在科学研究方面我们应该学习牛顿的哪些品质？
课堂练习
1.火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,
b
那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的__a_2 ___倍。
2.在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表
达式后推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，
这一步骤采用的论证方法是( D )
A．研究对象的选取 B．理想化过程
C．控制变量法
D．等效法
课堂练习
3、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一 半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上 所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小C的( )
人教版高一物理必修第二册7.2万有引力定律课件(共42张PPT)
为F= G r ，若它们间的距离缩短为 2 r，其中一个质点 C2．．两P、个Q质做量圆均周匀运的动球的体线2 相速距度为大r小，相它等们之间的万有引力为1×10-8N，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们之间的万有引力
为【的（拓展例质）题】量考查内变容：为万有原引力与来抛体的运动2综倍合问题，则它们之间的万有引力为8F，
二 万有引力与重力的关系
任务1 万有引力与重力的关系
1．万有引力和重力的关系：如图所示，设地球的质量为
M，半径为R，A处物体的质量为m，则物体受到地球的吸
引力为F，方向指向地心O，由万有引力公式得F=G
Mm R2
。
引力F可分解为F1、F2两个分力，其中F1为物体随地球自
转做圆周运动的向心力Fn，F2就是物体的重力mg。
A．P、Q做圆周运动的向心力大小相等 P、Q两质点距离地心的距离相等，根据F=
2．万有引力定律的适用条件：
知，两质点受到的地球引力大小相等，故B正确、D错误；
P、Q两点的角速度相同，做圆周运动的半径不同，根据F向=mrω2可知向心力大小不相等，A错误；
公式F=G 适用于两质点间的相互作用，当两物体相距很近时，两物体不能看成质点，所以选项B错误。
B．使两物体间的距离和两物体的质量都减为原来的
1 4
C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D．使其中一个物体的质量减小到原来的
1 4
，距离不变
【解析】选B。使两物体的质量各减小一半，距离不变，
根据万有引力定律F=
G
Mm r2
可知，万有引力变为原来的
1 4
，
故A可以采用；使两物体间的距离和两物体的质量都减为
万有引力定律
为【的（拓展例质）题】量考查内变容：为万有原引力与来抛体的运动2综倍合问题，则它们之间的万有引力为8F，
二 万有引力与重力的关系
任务1 万有引力与重力的关系
1．万有引力和重力的关系：如图所示，设地球的质量为
M，半径为R，A处物体的质量为m，则物体受到地球的吸
引力为F，方向指向地心O，由万有引力公式得F=G
Mm R2
。
引力F可分解为F1、F2两个分力，其中F1为物体随地球自
转做圆周运动的向心力Fn，F2就是物体的重力mg。
A．P、Q做圆周运动的向心力大小相等 P、Q两质点距离地心的距离相等，根据F=
2．万有引力定律的适用条件：
知，两质点受到的地球引力大小相等，故B正确、D错误；
P、Q两点的角速度相同，做圆周运动的半径不同，根据F向=mrω2可知向心力大小不相等，A错误；
公式F=G 适用于两质点间的相互作用，当两物体相距很近时，两物体不能看成质点，所以选项B错误。
B．使两物体间的距离和两物体的质量都减为原来的
1 4
C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D．使其中一个物体的质量减小到原来的
1 4
，距离不变
【解析】选B。使两物体的质量各减小一半，距离不变，
根据万有引力定律F=
G
Mm r2
可知，万有引力变为原来的
1 4
，
故A可以采用；使两物体间的距离和两物体的质量都减为
万有引力定律
6.3《万有引力定律》—人教版高中物理必修二课件(共22张PPT)
6.3《万有引力定律》
知识回顾
太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与行 星和太阳距离的二次方成反比。
m F r2
行星对太阳的引力与太阳的质量M成正比，与行 星、太阳距离的二次方成反比。
F'
M r2
太阳与行星间的引力与太阳的质量、行星 的质量成正比，与两者距离的二次方成反比。
F
Mm r2
F
G
Mm r2
根据上述公式对月—地系统和地面上物体的 分别可用公式得：
G
M地m月 r地月2
m月a月
；
GMr地 地m 2物m物a物m物g
两式相比，得月球对地球运动得向心加速度：
a月
(
r地 )2 r地月
g
因为地球和月球之间的距离
半径r地 的60倍，所以
r地月
约为地球
a月 4T22r地 月2.7103ms2
数据表明所算的结果与实 际相符，这证明引力公式 是可靠的。
间万有引力为 6.67×10-11 N
卡文迪许扭称实验的意义： (1) 证明了万有引力的存在，使万有引力定
律进入了真正实用的时代； (2) 开创了微小量测量的先河，使科学放大
思想得到了推广。
思考：既然任意两个物体之间都有万有引力，
那为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？
下面我们粗略地来计算一下两 个质量为50kg，相距0.5m的
刻度尺
扭秤实验的物理思想和科学方法
1、扭秤装置把微小力转变成力 矩来反映；
2、扭秤装置把扭转角度又通过 光标的移动体现出来。
放大的思想方法
扭秤实验测定结果和意义
实验结果：G = 6.67259×10-11 N m2/kg2 通常取：G = 6.67×10-11 N m2/kg2
知识回顾
太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与行 星和太阳距离的二次方成反比。
m F r2
行星对太阳的引力与太阳的质量M成正比，与行 星、太阳距离的二次方成反比。
F'
M r2
太阳与行星间的引力与太阳的质量、行星 的质量成正比，与两者距离的二次方成反比。
F
Mm r2
F
G
Mm r2
根据上述公式对月—地系统和地面上物体的 分别可用公式得：
G
M地m月 r地月2
m月a月
；
GMr地 地m 2物m物a物m物g
两式相比，得月球对地球运动得向心加速度：
a月
(
r地 )2 r地月
g
因为地球和月球之间的距离
半径r地 的60倍，所以
r地月
约为地球
a月 4T22r地 月2.7103ms2
数据表明所算的结果与实 际相符，这证明引力公式 是可靠的。
间万有引力为 6.67×10-11 N
卡文迪许扭称实验的意义： (1) 证明了万有引力的存在，使万有引力定
律进入了真正实用的时代； (2) 开创了微小量测量的先河，使科学放大
思想得到了推广。
思考：既然任意两个物体之间都有万有引力，
那为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？
下面我们粗略地来计算一下两 个质量为50kg，相距0.5m的
刻度尺
扭秤实验的物理思想和科学方法
1、扭秤装置把微小力转变成力 矩来反映；
2、扭秤装置把扭转角度又通过 光标的移动体现出来。
放大的思想方法
扭秤实验测定结果和意义
实验结果：G = 6.67259×10-11 N m2/kg2 通常取：G = 6.67×10-11 N m2/kg2
人教版高一物理必修第二册7.2万有引力定律课件(36张PPT)
质点．( √ )
4.月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡．( × )
5.月球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的．( √ )
6.地球对月球的引力与地面上的物体所受的地球的引力是两种不
同性质的力．( × )
课堂互动探究
要点一 对太阳与行星间引力的理解
1．两个理想化模型
在公式F＝G
Mm r2
一种力，同样遵从“ 平方反比 ”的规律．
(2)推理： G
M 地m月 r地月2
m月a月，G
M 地m物 r地2
m物g
a月 g
r地 r地月
2
物体在月球轨道上运动时的加速度大约是它在地面附近下 1
落时的加速度的 602 .
(3)结论：月球所受地球的引力，地球表面物体所受地球的引
力，与太阳、行星间的引力遵从 完全相同 的规律．
对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力，故A选项正
确；由太阳与行星间引力的表达式F＝G
Mm r2
可知，太阳对行星
的引力大小与太阳的质量成正比，与行星的质量成正比，与行
星到太阳的距离的平方成反比，B选项正确，C选项错误；由牛
顿第三定律知，太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对
作用力和反作用力，其大小相等、方向相反，D选项错误．
2．F＝Gmr1m2 2的适用条件 (1)万有引力定律的公式适用于计算质点间的相互作用，当 两个物体间的距离比物体本身大得多时，可用此公式近似计算 两物体间的万有引力． (2)质量分布均匀的球体间的相互作用，可用此公式计算， 式中r是两个球体球心间的距离． (3)一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也可用此公式 计算，式中的r是球体球心到质点的距离．
万有引力定律—人教版高中物理必修第二册教学课件
万有引力定律—人教版高中物理必修 第二册 课件
2．万有引力定律
万有引力定律—人教版高中物理必修 第二册 课件
知识导图
核心素养 物理观念：太阳与行星间的引力、万有引力定律、引力常量 科学思维：(1)模型建构——把行星绕太阳运转简化为匀速 圆周运动； (2)类比法——天体运动与地面物体运动遵循相同的力学定 律． 科学探究：“猜想、假设与验证”探究方法的应用 科学态度与责任：(1)了解和体会科学研究方法对人们认识 自然规律的重要性． (2)在实验探究合作中既能坚持观点，又能修正错误
(2)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 a 苹＝mF苹＝GmR地2 (式中 m 地是地球质量，R 是
地球中 由心 以与 上苹 两果 式间 可的 得距 a月离 ＝)R．r22 a苹
.由于月球与地球中心的距离
r
约为
地球半径
R
的
60
倍，所以a月＝ a苹
1 602
.
(3)结论：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，
提示：(1)由于行星轨道的半长轴和半短轴大小差不多，中 学里就把行星的椭圆运动简化为圆周运动处理．进行处理后，半 长轴就变为了半径．
(2)行星做圆周运动需要向心力，行星与太阳间有相互作用 力，太阳对行星的引力提供行星运动的向心力．
(3)由 F＝mvr2或 F＝mω2r 可知，向心力与做圆周运动物体的 质量、线速度、角速度、周期、轨道半径等有关系．行星既然做 圆周运动，它的向心力也应该与这些有关系，自然跟它的质量有 关．行星的向心力是太阳对行星的引力，它与行星对太阳的引力 是一对相互作用力，这个引力既然与行星的质量有关，也应该与 太阳的质量有关．
知识点一 行星与太阳间的引力
2．万有引力定律
万有引力定律—人教版高中物理必修 第二册 课件
知识导图
核心素养 物理观念：太阳与行星间的引力、万有引力定律、引力常量 科学思维：(1)模型建构——把行星绕太阳运转简化为匀速 圆周运动； (2)类比法——天体运动与地面物体运动遵循相同的力学定 律． 科学探究：“猜想、假设与验证”探究方法的应用 科学态度与责任：(1)了解和体会科学研究方法对人们认识 自然规律的重要性． (2)在实验探究合作中既能坚持观点，又能修正错误
(2)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 a 苹＝mF苹＝GmR地2 (式中 m 地是地球质量，R 是
地球中 由心 以与 上苹 两果 式间 可的 得距 a月离 ＝)R．r22 a苹
.由于月球与地球中心的距离
r
约为
地球半径
R
的
60
倍，所以a月＝ a苹
1 602
.
(3)结论：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，
提示：(1)由于行星轨道的半长轴和半短轴大小差不多，中 学里就把行星的椭圆运动简化为圆周运动处理．进行处理后，半 长轴就变为了半径．
(2)行星做圆周运动需要向心力，行星与太阳间有相互作用 力，太阳对行星的引力提供行星运动的向心力．
(3)由 F＝mvr2或 F＝mω2r 可知，向心力与做圆周运动物体的 质量、线速度、角速度、周期、轨道半径等有关系．行星既然做 圆周运动，它的向心力也应该与这些有关系，自然跟它的质量有 关．行星的向心力是太阳对行星的引力，它与行星对太阳的引力 是一对相互作用力，这个引力既然与行星的质量有关，也应该与 太阳的质量有关．
知识点一 行星与太阳间的引力
人教版(新教材)高中物理必修2：第2节 万有引力定律ppt课件
【例3】 (2020·江苏连云港市锦屏高级中学高一期中)我国成功发射了第11颗北斗导 航卫星，标志着北斗卫星导航系统建设又迈出了坚实一步。若卫星质量为m、离 地球表面的高度为h，地球质量为M、半径为R，G为引力常量，则地球对卫星万 有引力的大小为( )
A.GMh m
B.GRM＋mh
GMm C. h2
A.2倍
B.3倍
C.4倍
D.0.5倍
解析 设此时火箭离地球表面高度为h。 由牛顿第二定律得FN－mg′＝ma，① 在地球表面处 mg＝GMRm2 ② 由①可得g′＝0.625 m/s2。③
又因 h 处 mg′＝G（RM＋mh）2，④
由②④得gg′＝（R＋R2h）2。 代入数据解得h＝3R，故选项B正确。 答案 B
上述公式中 m 地为地球质量，m 月为月球质量，r 为地球中心与月球中心的距离，R
是地球中心与苹果间的距离。由以上两式可得aa月 苹＝Rr22。由于月球与地球中心的距离 r 约为地球半径 R 的 60 倍，所以aa月 苹＝__6_10_2__。
2.结论：月球绕地球运动的向心加速度与我们的预期符合得很好。这表明：地面物 体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从_相__同___的 规律。
■归纳拓展 1.物体在地球表面上所受引力与重力的关系：除两极以外，地面上其他点的物体，
都围绕地轴做圆周运动，这就需要一个垂直于地轴的向心力。地球对物体引力的 一个分力F′提供向心力，另一个分力为重力G，如图所示。
(1)当物体在两极时：G＝F 引，重力达到最大值 Gmax＝GMRm2 。
(2)当物体在赤道上时 F′＝mω2R 最大，此时重力最小 Gmin＝GMRm2 －mω2R (3)从赤道到两极：随着纬度增加，向心力 F′＝mω2R′减小，F′与 F 引夹角增大，所 以重力 G 在增大，重力加速度增大。 因为 F′、F 引、G 不在一条直线上，重力 G 与万有引力 F 引方向有偏差，重力大小 mg<GMRm2 。
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？
人教版(新)高中物理必修第二册万有引力定律(16页)-PPT优秀课件
F = G m1m2 r2
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
2、适用条件：
⑴万有引力只适用于质点间引力大小的计算，当两物体间的距离 远远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用万有 引力计算。
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
至此，牛顿一直是在已有的观测结果和理论引导下 进行推测和分析，观测结果仅对“行星绕太阳运动” 成立，这还不是万有引力定律。 牛顿是怎样把天体间的引力与地球对地面附近物体 的引力统一起来证明它们遵循相同的规律进而得到 万有引力的？
胡克
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
当年牛顿在前人研究的基础 上，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。
牛顿 (1643—1727) 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。
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
伽利略 笛卡尔
一切物体都有合并的趋势。
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。
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。
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
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2、适用条件：
⑴万有引力只适用于质点间引力大小的计算，当两物体间的距离 远远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用万有 引力计算。
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
至此，牛顿一直是在已有的观测结果和理论引导下 进行推测和分析，观测结果仅对“行星绕太阳运动” 成立，这还不是万有引力定律。 牛顿是怎样把天体间的引力与地球对地面附近物体 的引力统一起来证明它们遵循相同的规律进而得到 万有引力的？
胡克
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
当年牛顿在前人研究的基础 上，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。
牛顿 (1643—1727) 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。
人 教 版 （ 20 19）高 中物理 必修第 二册 7 . 2 万有 引力定 律（共 16张P PT）
伽利略 笛卡尔
一切物体都有合并的趋势。
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。
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。
【最新】人教版高一物理必修二教学课件 6.3 万有引力定律 (共36张PPT)
F
1m
F
1kg
G引力常量最早由卡文迪许测出G＝6.67×10－11N·m2／kg2
万有引力定律的意义
17世纪自然科学最伟大的成果之一，第一次揭示 了自然界中的一种基本相互作用的规律，在人类认 识自然的历史上树立了一座里程碑。
在文化发展史上的重大意义：统一了地面物体运 动规律和天体运动规律，使人们建立了有能力理解 天地间的各种事物的信心，解放了人们的思想，在 科学文化的发展史上起了积极的推动作用。
卡文迪许扭秤实验
光杠杆“放大”
卡文迪许(英国)
力矩“放大” Kθ =2 F L=2 L (Gmm’/r2)
原理:力矩平衡
“能称出地球质量的人” 知:g、R、G求M 重力近似等于万有引力 G M m/R2=m g M =gR2/G 地球密度ρ =M/V=（R2g/G)÷(4π R3/3 )=3g/(4π GR)
2、测中心天体的质量M和密度ρ
4 2 r 3 M GT 2 3 r GT 2 R3
3
中心天体 太阳 太阳 地球 地球 其他行星
环绕天体 地球 其他行星 月球 人造卫星 卫星
环绕m
中心M R
r
已知地球绕太阳公转的轨道半径是1.50×1011m，公转 周期是3.16×107s，求太阳质量M?
R2 g 2 g0 r
1 9.8 g g0 2.7 103 m / s 2 3600 3600
r
月球圆周运动向心加速度
4 2 r 4 2 60 6400 103 a 2 T (27.3 24 3600)2 =2.7 10-3m / s 2
两者相等说明了地球对苹果的引力和地球对月球的引力 是同一性质的力,都是万有引力。
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
新人教版高中物理必修二课件：6.3《万有引力定律》 (共10张PPT)
• 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。2021/3/72021/3/72021/3/7Mar-217-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/72021/3/72021/3/7Sunday, March 07, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。2021/3/72021/3/72021/3/72021/3/73/7/2021
F引 ∝ Mm/r2
写成等式：F引= GMm/r2
行星绕太阳运动遵守这个规律，那么 在其他物体之间是否适用这个规律呢？？
牛顿还研究了月球绕地球的运动，发现它们间的 引力跟太阳与行星间的引力遵循同样规律。
牛顿在研究了许多物体间遵循规律的引力之后， 进一步把这个规律推广到自然界中任何两个物体之间， 于1687年正式发表了万有引力定律：
思考与讨论
◆ 我们人与人之间也一样存在万有引力，可是为 什么我们感受不到呢？
假设质量均为60千克的两位同学，相距1米， 他们之间的相互作用的万有引力多大？
F=Gm1m2/r2 =6.67×10-11×60×60/12 =2.4×10-7(N)
2.4×10-7N是一粒芝麻重的几千分之一， 这么小的力人根本无法察觉到。
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。2021/3/72021/3/72021/3/72021/3/7
谢谢观看
◆ 那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球 质量为m=5.8×1025kg，日地之间的距离为 R=1.5×1011km
F=GMm/R2 =6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2 =3.5×1022(N)
新版物理必修2人教版 6.3万有引力定律 (共18张PPT)学习PPT
C．万 3倍有引力定律是由D牛．顿4发倍现的，而引力常量是由胡克测定的 4变、式设、想宇把航一员质在量某为星m球的表物面体以放初在速地度球v的0竖中直心向,问上物抛体出受一到个地物球体对，它物的体万上有升引的力最为大多高少度?为h。
有引力大小为（ ） 离1、地为面什高么度我们感处觉为不4到m旁g 边同学的引力呢？
2
．
公
式
：
F
＝
G
m1m2 r2
，
其
中
G ＝ 6.67×10 － 11
N·m2/kg2，它是在牛顿发现万有引力定律一百年
后由英国物理学家卡文迪许利用实验测出的．
1、为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？
下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg，相距 0.5m的人之间的引力？（为什么说是粗略？）
F=GMm/R2=6.67×10-7N
2、那么太阳与地球之间的万有引力又是多大？
已知：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为 m=5.9×1024kg，日地之间的距离为R=1.5×1011m
F=GMm/R2=3.5×1023N 说明:引力在天体与天体间,天体与物体间比较 显著,但通常物体间的引力可忽略不计.
3、 由
F＝G
m1m2 r2
m m 1m、1、为m什2么受我到们的感引觉力不总到是旁大边小同相学等的、引方力向呢相？反，是一对平衡力
1 2 mm 离公地式面 中高的度F应理解处为为m41m、gm2所受引力之和
A. G 2 大于 1 2 随例着2:半地径球为自R转,质加量快为,地M面的上均的匀物球体体会,在不其会内飞部起挖来去?一个半径为R/2的小球,在距离大球圆心为L处有一个质量为为m的小球,求此两个球体之
新人教版高中物理必修二(课件)6.3 万有引力定律 (共18张PPT)
A、G m1m2 r2
C、
G
m1m2 (r1 r2 ) 2
B、G m1 m2
答案：D
r12
ห้องสมุดไป่ตู้
D、
G
(r
m1m2 r1 r2
)2
r1
r2
r
三、引力常量的测量——扭秤实验 （1）实验原理： 科学方法——放大法
卡文迪许实验室
卡文迪许
（２）实验数据
G值为6.67×10-11 Nm2/kg2 G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
•
T H E E N D 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。上午11时5分57秒上午11时5分11:05:5721.3.18
谢谢观看
例题2 估算两个质量50kg的同学相距0.5m 时之间的万有引力约有多大？
答案：6.67×10-7牛
（３）卡文迪许扭称实验的意义 ①证明了万有引力的存在，使万有引力定律 进入了真正实用的时代； ②开创了微小量测量的先河，使科学放大思 想得到推广；
四、学习思考
纵观万有引力定律的发现历程，你觉得科学发现的一 般过程是什么？你能概括一下吗？
• 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。2 1.3.1821.3.18Thursday, March 18, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。11:05:5711:05:5711:053/18/2021 11:05:57 AM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.3.1811:05:5711:05Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。11:05:5711:05:5711:05Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。21.3.1821.3.1811:05:5711:05:57March 18, 2021
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月地检验
地表重力加速度：g = 9.8 m/s2
地球半径：R=6400×103m
月球周期：T =27.3天≈2.36×106 s
月球轨道半径：r≈60R=3.84×108m
求：月球绕地球的向心加速度 ？
即证明
即a月
1 602
g
r
R
“月——地”检验示意图
月地检验
根据向心加速度公式,有：a月
r 2
r
二、月-地检验 牛顿的思考
<1>地球和月球之间的吸引力会
不会与地球吸引苹果的力是同一
种力呢？
<2>地球表面的重力能否延伸到很 远的地方，会不会作用到月球上？
<3>拉住月球使它绕地球运动的力， 与拉着苹果使它下落的力，以及众行 星与太阳之间的作用力也许真的是同 一种力，遵循相同的规律?
牛顿的猜想
这些力是同一种性质 的力，并且都遵从与距离 的平方成反比的规律。
m F r2
科 探究1: 太阳对行星的引力F
学 探 究
F
m r2
请太用阳中对文行描星述的这引力跟受力
m 关星 星个系体、关式的太系中质阳式量距！是成离受正的力比二，次与方行 成
天反体比还. 是施力天体 的质量？
既然太阳对行
星有引力，那
么行星对太阳
有 有引 怎力 样吗定？量它的星 行
关系呢？
F F′
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
科
学
当年牛顿在前人研究的基础上，
足
也经过类似同学这样的思考，并凭借
迹
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。
建 立
探究1: 太阳对行星的引力F
模
型
Ｖ
ｒ
行星
太阳
ｍ
F
Ｍ
思考：
太阳对行星的引力提供向 心力，那么这个力大小有 什么样定量关系？
科
学 探
F mv2 r
究
v 2 r
T
v 行星运行速度 容易观测吗？怎么办？
v 消去 F 4 2mr
T2
T 消去
4 2km
F
r3 ＝k
r2
讨论
T2
为什么能从上式得到下式？
知 识
开普勒三定律
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;
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.
F
m r2
G为比例系数，
与太阳、行星无关。
F 和F ′是一对作用力和反作用
类 比 法
牛 三
牛三 力，那么可以得出F大小跟太
Mm Mm 阳质量M、行星质量m的关系 F r 式有什2么关系？F=G r2
F'
M r2
方向：沿着太阳与
行星间的连线 。
根据牛顿第三定律，行星对太阳的力与太阳对行星的力是一对相
b
太阳
行星
a
v=
一、行星与太阳之间的引力 二、月-地检验 三、万有引力定律
一、行星与太阳之间的引力 行星的运动
“太阳坐在它的皇位上，管理 着围绕它的一切星球”
——哥白尼
行星为什么绕太阳做如此和谐而 又有规律地椭圆运动？
科
学 足
一切物体都有合并的趋势。
迹 伽利略 行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力
4 2
T2
即：a月
4 3.142 2.36 106
2 3.84108
=2.72×10-3m/s2
1 602
g
r
R
“月——地”检验示意图
三、万有引力定律
1、内容：自然界中任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小 跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比.
2、表达式：由
F
G
Mm（ r2
m1m 2 r2
G
Fr 2 m1m 2
可知
G 的单位：
N m 2 / kg 2
100多年后，由英国物理学家卡文迪许测出
G值的测量：卡文迪许扭秤实验
第一个能称出 地球质量的人
金属丝
扭
秤
T形架
装
置
平面镜
光源
刻度尺
扭秤实验的测量结果
万有引力常量
卡文迪许扭秤实验的意义：
(1)证明了万有引力的存在，并测得引力常 量G,使万有引力定律进入了真正实用的时 代；
(2)开创了微小量测量的先河，使科学放大 思想得到了推广．
牛顿 (1643—1727) 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
行星
思考：行星的实际运动是
模
太阳
椭圆运动，但我们还不了
型
a
解椭圆运动规律，那应该
怎么办？能把阳 r
把行星绕太阳的运动简化为 匀速圆周运动
太 阳
科 学
探究2: 行星对太阳的引力F′
探 究
F
m r2
太阳对行星的引力跟受力 星体的质量成正比，与行 星、太阳距离的二次方成 反比.
类 比 法
牛 三
F'
M r2
行星对太阳的引力F′跟太
阳的质量成正比，与行星、
太阳距离的二次方成反比.
星行
太 F F′ 阳
科 探究3: 太阳与行星间的引力F
学 探 究
互作用的性质相同的力，据此推知行星对太阳(受力物体)的力F′
有怎样的关系？
答案
与太阳的质量M成正比
即
F∝
M
r2
由上述2、3结论，结合F＝F′可猜测太阳与行星间的引力满足什
么关系式？
答案
F∝
M
r2
F∝
M
r2
若这两个力相等，F=F′∝Mr2m
古人观点
牛顿思考
理论演算 建模
总结规律
类比
理想化
随堂练习
1、下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（ ） A.行星对太阳的引力与太阳对行星的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
当然这仅仅是猜想， 还需要事实来检验！
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．
检验原理：
且r 60R
故 F月轨道
1 60 2
F地表
根据牛顿第二定律，知：F月轨道 ma月轨道, F地表 mg
即 a月
1 60 2
g
ma 月轨道
1 mg 60 2
r
R
“月——地”检验示意图
M
：太阳质量
, m : 行星质量）
得出：
F
G
m1m r2
2（
m
：物体
1
1的质量
, m 2 : 物体 2的质量）
F
G
m1m2 r2
G: 引力常量 6.67×10-11N·m2/kg2
(1)引力常量适用于任何两个物体； (2)意义：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。
3、由
F
G