2021年高中物理第三章万有引力定律第二节认识万有引力定律课件粤教版必修2.ppt
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F 引′∝Mr2.F 引与 F 引′大小相等，因此有 F 引＝F 引′∝Mr2m. （2）研究表明，使月球绕地球运动的引力与重力是 同一性质的力. 以上述证明为基础，牛顿把引力推广到所有行星， 乃至所有物体之间，由此发现了万有引力定律.
知识点二 万有引力定律的表达式 1.万有引力定律的内容. 宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间引力 的方向在它们的连线上.引力的大小与它们质量的乘积成 正比，与它们之间距离的二次方成反比. 2.万有引力定律的表达式：F＝Gmr1m2 2. 式中 m1、m2 分别是两个物体的质量，r 为两个物体 之间的距离.G 称为引力常量.
答案：BC
学习 小结
1.月球绕地球运动的引力与重力是同 一性质的力. 2.万有引力定律
探究一 万有引力定律的理解
1.公式的适用条件：严格地说 F＝Gmr1m2 2只适用于计 算两个质点间的万有引力，但对于下述几种情况，也可用 该公式计算.
（1）两质量分布均匀的球体间的万有引力，可用公 式计算，此时 r 是两个球体球心的距离.
然落地引起了他的遐想
知识点一 行星绕日运动原因的探索和万有引力 定律的发现
1.雷恩和哈雷的推导. 英国天文学家雷恩（C.Wren，1632－1723）和哈雷 （E.Halley，1656－1742）按照圆形轨道，对行星与太阳 间的引力问题进行了如下推导. 设行星质量为 m，绕太阳公转的周期为 T.把行星沿椭 圆轨道的运动简化为匀速圆周运动，行星的轨道半径为 r， 太阳对行星的引力就是行星绕太阳运动的向心力，即
【典例 1】 对于万有引力定律的表达式 F＝Gmr1m2 2， 下面说法中正确的是（ ）
A.公式中 G 为引力常量，它不是由实验测得的，而 是人为规定的
B.当 r 趋于零时，万有引力趋于无穷大 C.m1、m2 受到彼此的引力总是大小相等的，而与 m1、 m2 是否相等无关 D.m1、m2 受到彼此的引力总是大小相等、方向相反 的，是一对平衡力
第三章 万有引力定律
第二节 认识万有引力定律
学习目标
STSE 情 境 导 学
1.了解万有引力定律的
发现历程.
2.理解万有引力定律，
记住其表达式和适用
条件.（重点、难点）
3.了解引力常量G.
宇航员在其他星球 牛顿思考月亮绕地球
4.会用万有引力定律求 上也受到万有引力 运行的原因时苹果偶
解相关问题（重点） 的作用
小试身手 1.行星之所以绕太阳运行，是因为（ ） A.行星运动时的惯性作用 B.太阳是宇宙的控制中心，所有星体都绕太阳旋转 C.太阳对行星有约束运动的引力作用 D.行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳
解析：行星绕太阳做曲线运动，轨道向太阳方向弯曲， 是因为太阳对行星有引力作用，C 对；行星之所以没有落 向太阳，是因为引力提供了向心力，并非是对太阳有排斥 力，D 错；惯性应使行星沿直线运动，A 错；太阳不是宇 宙中心，并非所有星体都绕太阳运动，B 错.
（2）不能将公式中 r 作纯数学处理而违背物理事实， 如认为 r→0 时，引力 F→∞，这是错误的，因为当物体 间的距离 r→0 时，物体不可以视为质点，所以不能直接 应用公式 F＝Gmr1m2 2进行计算.
（3）物体间的万有引力是一对作用力和反作用力， 总是大小相等、方向相反，遵循牛顿第三定律，因此谈不 上质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物 体对质量大的物体的引力，更谈不上相互作用的一对物体 间的引力是一对平衡力.
解析：卡文迪什测出了万有引力常量 G，故 A 错误； 对于质量分布均匀的球体，公式 F＝Gmr1m2 2中的 r 指两球 心之间的距离，故 B 正确；两物体之间的万有引力是相 互作用力，虽然地球质量远小于太阳质量，但太阳对地球 的引力大小等于地球对太阳的引力大小，故 C 正确；任 何两物体之间都存在万有引力作用，故 D 错误.
3.引力常量的测定. 一百多年后首先由英国科学家卡文迪许利用扭秤实验 装置测出.经过精确实验测量，现在所采用的引力常量为 G＝ 6.67×10－11 N·m2/kg2 4.万有引力定律的适用条件. 严格来说，上述公式只适用于质点间的相互作用.当两个 物体间的距离远远大于物体本身的大小时可近似使用.对于 均匀球体，r 是两球心间的距离.
答案：C
2（. 多选）下列关于万有引力的说法，正确的是（ ） A.牛顿测出了万有引力常量 G B.对于质量分布均匀的球体，公式 F＝Gmr1m2 2中的 r 指两球心之间的距离 C.虽然地球质量远小于太阳质量，但太阳对地球的引 力大小等于地球对太阳的引力大小 D.只有当物体的质量大到一定程度时，物体之间才有 万有引力
F 引＝mvr2＝m4Tπ22r. 根据开普勒第三定律，把Tr32＝k 代入上式，得到太阳 对行星的引力 F 引＝4π2kmr2，即 F 引∝mr2. 上式表明，作用于行星的引力与它到太阳的距离的平 方成反比. 2.牛顿的推导. （1）根据牛顿第三定律，行星间的引力是相互的，
即太阳吸引行星，行星也同时吸引太阳.根据 F 引∝mr2可知， 太阳受到行星的引力 F′应与太阳自身的质量 M 成正比，即
（2）一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间的 万有引力，可用公式计算，r 为球心到质点间的距离.
（3）两个物体间的距离远大于物体本身的大小时， 公式也适用.
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2.万有引力的四个特性.
普遍 万有引力不仅存在于天体间，任何客观存在的有质 性 量的物体之间都存在着这种相互吸引的力
相互 性
两个物体之间的引力是一对作用力和反作用力，它 们之间的关系遵从牛顿第三定律，即大小相等，方 向相反，作用在同一条直线上
宏观 性
通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的 天体间或天体与其附近的物体间，万有引力才有实 际的物理意义
特殊 性
两物体间的万有引力与它们本身的质量有关，与它 们间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与 周围的其他物体无关
特别说明：（1）距离 r 的取值，一定要清楚它是两 质点之间的距离.质量分布均匀的球体间的相互作用力， 用万有引力公式计算时，式中 r 是两个球体球心间的距离.
知识点二 万有引力定律的表达式 1.万有引力定律的内容. 宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间引力 的方向在它们的连线上.引力的大小与它们质量的乘积成 正比，与它们之间距离的二次方成反比. 2.万有引力定律的表达式：F＝Gmr1m2 2. 式中 m1、m2 分别是两个物体的质量，r 为两个物体 之间的距离.G 称为引力常量.
答案：BC
学习 小结
1.月球绕地球运动的引力与重力是同 一性质的力. 2.万有引力定律
探究一 万有引力定律的理解
1.公式的适用条件：严格地说 F＝Gmr1m2 2只适用于计 算两个质点间的万有引力，但对于下述几种情况，也可用 该公式计算.
（1）两质量分布均匀的球体间的万有引力，可用公 式计算，此时 r 是两个球体球心的距离.
然落地引起了他的遐想
知识点一 行星绕日运动原因的探索和万有引力 定律的发现
1.雷恩和哈雷的推导. 英国天文学家雷恩（C.Wren，1632－1723）和哈雷 （E.Halley，1656－1742）按照圆形轨道，对行星与太阳 间的引力问题进行了如下推导. 设行星质量为 m，绕太阳公转的周期为 T.把行星沿椭 圆轨道的运动简化为匀速圆周运动，行星的轨道半径为 r， 太阳对行星的引力就是行星绕太阳运动的向心力，即
【典例 1】 对于万有引力定律的表达式 F＝Gmr1m2 2， 下面说法中正确的是（ ）
A.公式中 G 为引力常量，它不是由实验测得的，而 是人为规定的
B.当 r 趋于零时，万有引力趋于无穷大 C.m1、m2 受到彼此的引力总是大小相等的，而与 m1、 m2 是否相等无关 D.m1、m2 受到彼此的引力总是大小相等、方向相反 的，是一对平衡力
第三章 万有引力定律
第二节 认识万有引力定律
学习目标
STSE 情 境 导 学
1.了解万有引力定律的
发现历程.
2.理解万有引力定律，
记住其表达式和适用
条件.（重点、难点）
3.了解引力常量G.
宇航员在其他星球 牛顿思考月亮绕地球
4.会用万有引力定律求 上也受到万有引力 运行的原因时苹果偶
解相关问题（重点） 的作用
小试身手 1.行星之所以绕太阳运行，是因为（ ） A.行星运动时的惯性作用 B.太阳是宇宙的控制中心，所有星体都绕太阳旋转 C.太阳对行星有约束运动的引力作用 D.行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳
解析：行星绕太阳做曲线运动，轨道向太阳方向弯曲， 是因为太阳对行星有引力作用，C 对；行星之所以没有落 向太阳，是因为引力提供了向心力，并非是对太阳有排斥 力，D 错；惯性应使行星沿直线运动，A 错；太阳不是宇 宙中心，并非所有星体都绕太阳运动，B 错.
（2）不能将公式中 r 作纯数学处理而违背物理事实， 如认为 r→0 时，引力 F→∞，这是错误的，因为当物体 间的距离 r→0 时，物体不可以视为质点，所以不能直接 应用公式 F＝Gmr1m2 2进行计算.
（3）物体间的万有引力是一对作用力和反作用力， 总是大小相等、方向相反，遵循牛顿第三定律，因此谈不 上质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物 体对质量大的物体的引力，更谈不上相互作用的一对物体 间的引力是一对平衡力.
解析：卡文迪什测出了万有引力常量 G，故 A 错误； 对于质量分布均匀的球体，公式 F＝Gmr1m2 2中的 r 指两球 心之间的距离，故 B 正确；两物体之间的万有引力是相 互作用力，虽然地球质量远小于太阳质量，但太阳对地球 的引力大小等于地球对太阳的引力大小，故 C 正确；任 何两物体之间都存在万有引力作用，故 D 错误.
3.引力常量的测定. 一百多年后首先由英国科学家卡文迪许利用扭秤实验 装置测出.经过精确实验测量，现在所采用的引力常量为 G＝ 6.67×10－11 N·m2/kg2 4.万有引力定律的适用条件. 严格来说，上述公式只适用于质点间的相互作用.当两个 物体间的距离远远大于物体本身的大小时可近似使用.对于 均匀球体，r 是两球心间的距离.
答案：C
2（. 多选）下列关于万有引力的说法，正确的是（ ） A.牛顿测出了万有引力常量 G B.对于质量分布均匀的球体，公式 F＝Gmr1m2 2中的 r 指两球心之间的距离 C.虽然地球质量远小于太阳质量，但太阳对地球的引 力大小等于地球对太阳的引力大小 D.只有当物体的质量大到一定程度时，物体之间才有 万有引力
F 引＝mvr2＝m4Tπ22r. 根据开普勒第三定律，把Tr32＝k 代入上式，得到太阳 对行星的引力 F 引＝4π2kmr2，即 F 引∝mr2. 上式表明，作用于行星的引力与它到太阳的距离的平 方成反比. 2.牛顿的推导. （1）根据牛顿第三定律，行星间的引力是相互的，
即太阳吸引行星，行星也同时吸引太阳.根据 F 引∝mr2可知， 太阳受到行星的引力 F′应与太阳自身的质量 M 成正比，即
（2）一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间的 万有引力，可用公式计算，r 为球心到质点间的距离.
（3）两个物体间的距离远大于物体本身的大小时， 公式也适用.
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2.万有引力的四个特性.
普遍 万有引力不仅存在于天体间，任何客观存在的有质 性 量的物体之间都存在着这种相互吸引的力
相互 性
两个物体之间的引力是一对作用力和反作用力，它 们之间的关系遵从牛顿第三定律，即大小相等，方 向相反，作用在同一条直线上
宏观 性
通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的 天体间或天体与其附近的物体间，万有引力才有实 际的物理意义
特殊 性
两物体间的万有引力与它们本身的质量有关，与它 们间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与 周围的其他物体无关
特别说明：（1）距离 r 的取值，一定要清楚它是两 质点之间的距离.质量分布均匀的球体间的相互作用力， 用万有引力公式计算时，式中 r 是两个球体球心间的距离.