63万有引力定律
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6.3万有引力定律
问题与练习 1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时不会吸在一 起?我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请
你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。
FG m1m 2 r2
11
6.67 10
60 60 N 12
2.4 107 N
万有引力是自然界中物体间的基本相互作用之一
② 相互性：万有引力也是力的一种，力的作用是相互的，具有相互性，
符合牛顿第三定律
③ 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
天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义。在微观世界中，粒子的
质量都非常小，粒子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计
m1m2 r2
已不再适用
m1m2 牛顿发现万有引力定律 F G 2 ， r
但却无法算出两个天体间的万有引力大小， 因为他不知道引力常量G的值.
四、万有引力定律的检验---引力常量G的测量实验
m1m2 F G 2 r
Fr G m1 m2
2
引力常量G的测量实验
m´
m
F
Fr G m1m2
2
知识拓展
万有引力与重力
向心力 Fn m 2r m 2 R cos
万有引力F引 重力G=mg
2 T自
Fn m 2 r m 2 R cos 当 则Fn 当 00 时，赤道上， Fn m 2 R最大 当 90 时，两极上， Fn 0
0
Fn
m1m2 11 1 1 F G 2 6.67 10 2 N 6.67 1011 N r 1
测定引力常量G的重要意义
1、用实验证明了万有引力的存在 2、使万有引力定律公式有了真正的实用价值 可以计算天体间的引力大小， 可间接计算天体的质量、平均密度等
高中物理《63万有引力定律》课件新人教版必修3
,
汇报人：
目录
课件内容概述
实验验证：介绍如何通过实 验验证万有引力定律
应用实例：介绍万有引力定律 在现实生活中的应用，如天体
运动、卫星轨道计算等
牛顿万有引力定律：介绍牛顿 万有引力定律的基本概念、公 式和适用范围
习题解析：提供一些典型的万 有引力定律习题，并给出解析
和答案
课件教学目标
掌握万有引力定律的基本概念和公式 理解万有引力定律的应用范围和局限性 学会运用万有引力定律解决实际问题 提高学生分析和解决问题的能力
究宇宙结构
地质学：研究 地球内部结构、
地震预测
海洋学：研究 海洋潮汐、洋
流运动
气象学：研究 大气环流、气
候变化
航天工程：设 计航天器轨道、 控制航天器姿
态
生物医学：研 究人体生理、
病理机制
万有引力定律的推导过程
添加项标题
牛顿的苹果实验：牛顿观察到苹果落地的现象，提出物体间存 在引力的猜想
添加项标题
开普勒三定律：开普勒通过对行星运动的观察，总结出行星运 动的规律，为万有引力定律的推导提供了基础
添加项标题
牛顿的万有引力定律：牛顿通过数学推导，得出了万有引力定 律的公式，即F=G*m1*m2/r^2
添加项标题
卡文迪许的扭秤实验：卡文迪许通过扭秤实验，验证了万有引 力定律的正确性，为万有引力定律的证明提供了实验证据
添加标题
定律应用：可以解释天体运动、潮汐现象等自然现 象，也可以应用于工程领域，如卫星发射、航天器 设计等。
添加ห้องสมุดไป่ตู้题
定律局限性：万有引力定律只适用于宏观物体，对 于微观粒子，如电子、质子等，需要应用量子力学 进行解释。
万有引力定律的适用范围
汇报人：
目录
课件内容概述
实验验证：介绍如何通过实 验验证万有引力定律
应用实例：介绍万有引力定律 在现实生活中的应用，如天体
运动、卫星轨道计算等
牛顿万有引力定律：介绍牛顿 万有引力定律的基本概念、公 式和适用范围
习题解析：提供一些典型的万 有引力定律习题，并给出解析
和答案
课件教学目标
掌握万有引力定律的基本概念和公式 理解万有引力定律的应用范围和局限性 学会运用万有引力定律解决实际问题 提高学生分析和解决问题的能力
究宇宙结构
地质学：研究 地球内部结构、
地震预测
海洋学：研究 海洋潮汐、洋
流运动
气象学：研究 大气环流、气
候变化
航天工程：设 计航天器轨道、 控制航天器姿
态
生物医学：研 究人体生理、
病理机制
万有引力定律的推导过程
添加项标题
牛顿的苹果实验：牛顿观察到苹果落地的现象，提出物体间存 在引力的猜想
添加项标题
开普勒三定律：开普勒通过对行星运动的观察，总结出行星运 动的规律，为万有引力定律的推导提供了基础
添加项标题
牛顿的万有引力定律：牛顿通过数学推导，得出了万有引力定 律的公式，即F=G*m1*m2/r^2
添加项标题
卡文迪许的扭秤实验：卡文迪许通过扭秤实验，验证了万有引 力定律的正确性，为万有引力定律的证明提供了实验证据
添加标题
定律应用：可以解释天体运动、潮汐现象等自然现 象，也可以应用于工程领域，如卫星发射、航天器 设计等。
添加ห้องสมุดไป่ตู้题
定律局限性：万有引力定律只适用于宏观物体，对 于微观粒子，如电子、质子等，需要应用量子力学 进行解释。
万有引力定律的适用范围
6.3万有引力定律.ppt
二.万有引力定律：
1、概念：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m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二 次方成反比。
2、数学表达式：
Gm1m2 F= r2
单位：质量（kg）；距离（m）力（N）
G：是引力常量，其值为6.67259×10-11N·m2/kg2
反馈练习:
1.对于万有引力定律的表达式 下面说法中正确的是 AC
m1 m 2 F=G r2
A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的， 而不是人为规定的
B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C．m1与m2受到的引力总是大小相等的，与m1、m2 是否相等无关 D．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反 的，是一对平衡力
3、适用条件： 可看成质点的两物体间
1.两质量分布均匀的球体：
m1
球心
球心
m2
r
无论球体能否看作质点，它们的万有 引力大小都可以用F引= Gm1m2/r2 求解
r为两球心间距离.
2.万有引力公式对一个均匀球体和球体外一个 质点间的引力也适用
r
r为质点到球心的距离
二.引力常量的测定
准秤理引一 确装学力七 地置家定八 测，卡律九 出第文一年 了一迪百， 引次许多即 力在，年在 常实巧以牛 量验妙后顿 室地，发 里利英现 比用国万 较扭物有 . 卡文迪许实验
6.3 万有引力定律
Mm F G 2 r
M
m
地球ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ太阳做圆周运动靠的是什么力？
思考：
太阳与行星之间的引力使得行星不能飞离太 阳，那么是什么力使地面的物体不能离开地 球？
在研究了许多不同物体间的引力 遵循同样的规律后，牛顿进一步 把这个规律推广到自然界中任意 两个物体之间，于1687年正式发 表了万有引力定律
新人教版中学物理必修二：63万有引力定律 课件(共14张PPT)
力也应当和太阳的质量M成正
F ′
M r2
比。因此：
写成等式：
F G Mm r2
二、万有引力定律
1、内容：
自然界中任何两个物体都是相互吸引的， 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： F G m1m2 r2
3、G为引力常量 r 质点间的距离 均匀球体 球心间的距离
（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、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 • 2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 • 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 • 4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 • 5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月上午4时40分21.11.304:40November 3, 20 21
3.5×1022N非常大，能够拉断直径为90km的钢柱。
而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到 0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。
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
卡 文 迪 许
室
（２）实验数据 G值为6.67×10-11 Nm2/kg2
、 哈 雷
的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行 星到太阳的距离的二次方成反比。
一、万有引力定律的发现
苹果落地、高处物体落 地、月亮绕地旋转……这些 现象引起了牛顿的沉思。
F ′
M r2
比。因此：
写成等式：
F G Mm r2
二、万有引力定律
1、内容：
自然界中任何两个物体都是相互吸引的， 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： F G m1m2 r2
3、G为引力常量 r 质点间的距离 均匀球体 球心间的距离
（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、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 • 2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 • 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 • 4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 • 5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月上午4时40分21.11.304:40November 3, 20 21
3.5×1022N非常大，能够拉断直径为90km的钢柱。
而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到 0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。
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
卡 文 迪 许
室
（２）实验数据 G值为6.67×10-11 Nm2/kg2
、 哈 雷
的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行 星到太阳的距离的二次方成反比。
一、万有引力定律的发现
苹果落地、高处物体落 地、月亮绕地旋转……这些 现象引起了牛顿的沉思。
人教版物理必修二课件：63万有引力定律(共26张PPT)
1.检验目的:维持月球绕地球运动的力与地球上苹果下落的力
是否为同一性质的力。
2.检验方法:由于月球轨道半径约为地球半径的 60 倍。则月球
轨道上物体受到的引力是地球上的
1
2 。根据牛顿第二定律,物体在
60
月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)应该是它在地
球表面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的
的吸引力为F,方向指向地心O,由万有引力公式得
F=G
2
。
F 为物体随地球自转做圆周运动的向心力,F 就是物体的重力mg,故一
图中
1
2
般情况
mg<G 2
知识点一
知识点二
2.重力和万有引力的大小关系
(1)重力与纬度的关系。
①在赤道:mg=G
2
-mRω
(物体受到引力和地面对物体的支持
2
答案:万有引力太小;6.67×10-11 N。
知识点一
知识点二
知识点一
对万有引力定律的理解
问题导引
如图甲所示,两个挨得很近的人之间的万有引力是不是很大呢?如图乙
所示,设想将一个小球放到地球的中心,小球受到的万有引力又是多少呢?
要点提示两个挨得很近的人,不能看作质点,不能根据万有引力定律求他们
间的万有引力。小球放到地球的中心,万有引力定律已不适用。地球的各部分对小
1
。计算对比两个
602
加速度就可以分析验证两个力是否为同一性质的力。
自主阅读
自我检测
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m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成
是否为同一性质的力。
2.检验方法:由于月球轨道半径约为地球半径的 60 倍。则月球
轨道上物体受到的引力是地球上的
1
2 。根据牛顿第二定律,物体在
60
月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加速度)应该是它在地
球表面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的
的吸引力为F,方向指向地心O,由万有引力公式得
F=G
2
。
F 为物体随地球自转做圆周运动的向心力,F 就是物体的重力mg,故一
图中
1
2
般情况
mg<G 2
知识点一
知识点二
2.重力和万有引力的大小关系
(1)重力与纬度的关系。
①在赤道:mg=G
2
-mRω
(物体受到引力和地面对物体的支持
2
答案:万有引力太小;6.67×10-11 N。
知识点一
知识点二
知识点一
对万有引力定律的理解
问题导引
如图甲所示,两个挨得很近的人之间的万有引力是不是很大呢?如图乙
所示,设想将一个小球放到地球的中心,小球受到的万有引力又是多少呢?
要点提示两个挨得很近的人,不能看作质点,不能根据万有引力定律求他们
间的万有引力。小球放到地球的中心,万有引力定律已不适用。地球的各部分对小
1
。计算对比两个
602
加速度就可以分析验证两个力是否为同一性质的力。
自主阅读
自我检测
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m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成
人教版必修2课件：6.3万有引力定律
思考与讨论
我们人与人之间也一样存在万有引力， ◆ 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？ 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 假设质量均为60千克的两位同学，相距1米， 60千克的两位同学 他们之间的相互作用的万有引力多大？ 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) × × ×
所以可以得出结论：太阳对行星的引力跟行星的 所以可以得出结论：
质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。 质量成正比，跟行星到太阳的距离的二次方成反比。 即：F∝m/r2 F∝
太阳对行星的引力 （F引）跟行 星的质量有关， 星的质量有关，F引与太阳质量有关 吗？？ K与太阳质量有关
因为：F引=4π2km/r2 因为： =4π
那么究竟F 与太阳质量有什么关系呢？？ 那么究竟F引与太阳质量有什么关系呢？？
牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想：既然太阳对行星 牛顿根据牛顿第三定律大胆的猜想： 的引力与行星的质量成正比，也应该与太阳的质量成正比。 的引力与行星的质量成正比，也应该与太阳的质量成正比。
F引 ∝ Mm/r2
写成等式： 写成等式：F引=
F=GMm/R2 =6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2 × × × × =3.5×1022(N) ×
3.5×1022N非常大，能够拉断直径为 × 非常大， 的钢柱。 非常大 能够拉断直径为9000km的钢柱。 的钢柱 而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到 的人，引力很小， 而太阳对质量为 的人 0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。 。当然我们感受不到太阳的引力。
人教版物理必修二63万有引力定律
地球表面：
GM
即 g R2
对于月球：ma '
GM
m (60 R)2
即a'
g (60)2
2.7110 3 m / s2
结论： a a'
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成 正比,跟它们的距离的二次方成反比.
<2>表达式：F
G
m1m2 r2
思考：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？
例题1、估算两个质量 50 kg 的同学相距 0.5 m 时之间的万有引力约有多大？
6.67×10-7 N
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。
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 = 2.0×1030 kg， 地球质量为m = 5.98×1024 kg，日、地 之间的距离为R = 1.5×1011 m
地表重力加速度：g = 9.8 m/s2 地球半径：R = 6400×103m 月亮周期：T = 27.3天≈2.36×106 s 月亮轨道半径：r ≈ 60R=3 .84×108m
求月球绕地球的向心加速度 ？
分析：
<1>根据向心加速度公式：
a=4π2r/T2 =2.71×10-3m/s2
<2>根据F引= GMm/r2:
①对现象的一般观察；
②提出假设；
③运用逻辑（包括数学）得出推论；
④通过试验对推论进行检验；
⑤对假说进行修正和推广。
⑶实验意义: ①证实了万有引力定律 ②测定了引力恒量
2、实验结果：G = 6.67×10-11 N m2/kg2 3、G 值的物理含义：两个质量为 1
高中物理人教版必修二《63万有引力定律1》课件
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
1 602
g
9.8 3600
m/
s2
2.72103 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
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
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 mg 21 mg 9
D.离地面高度 1 R 处为4mg
2
谢谢观看
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
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。 (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。
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r为两球心间距离.
（2）万有引力公式对一个均匀球体和球 体外一个质点间的引力也适用。
r
r为质点到球心的距离
3、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。 1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用 了扭秤装置，第一次在实验室里对两个物体 间的引力大小作了精确的测量和计算，比较 准确地测出了引力常量．
• 3、引力常量G：英国物理学家
• 利用
装置测的。G=
感谢观赏
学习交流共同提高
G值的测量：卡文迪许扭秤实验
计算 两个质量各为100kg的人，相距1m 时，估算他们之间相互的引力多大？
6.67 ×10-7N
3、万有引力定律的进一步理解
1．普遍性：万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质 量的物体（大到天体小到微观粒子）间的相互吸引力 ，它是自然界的物体间的基本相互作用之一．
2．相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与 反作用力，符合牛顿第三定律．
3．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存在才有宏观的 物理意义．在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒 子间的万有引力很不显著，万有引力可以忽略不计．
反馈练习:
1.对于万有引力定律的表达式
测得，选项A正确。
当r趋近于零时，物体不能看成质点,F=G
不再适用，所以
m1m 2 r2
由它得出的结论是错误的，B选项错。m1、m2之
间的引力是一对相互作用力，它们大小相等，
方向相反，但由于分别作用在两个物体上，所
以不能平衡。C选项正确，D选项错误.
2.两r时个，物它体们的之质间量的分引别力是是m1和F=m_F2_，=_G_当_m_它1_m_们2 __相。距为
r2
(1)若把m1改为2m1，其他条件不变，则引力为 ____2 __F。 (2)若把m1改为2m1，m2改为3m2，r不变，则引力 为 6 F。 (3)若把r改为2r，其他条件不变，则引力为 __1_/4__ F。 (4)若把ml改为3m1，m2改为m2/2，r改为r/2，则 引力为_____6____F。
A．1 ：27 B．1 ：9
C．1 ：3 D．9 ：1
[解析] 本题的变化点侧重理解万有引力大小的
决定因素．将地球、月球看成是质量集中于中心
的质点，由
万有引力公式可得． F G Mm
r2
当m、F一定时，r M [答案] B
，则
r月 r地
M月 1 M地 9
课堂小结
• 1、公式：
• 2、适用条件：
3.如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别
为m1、 m2，则两球间的万有引力大小为（ D ）
A.
G
m1m 2 r2
B.
G
m1m 2 r12
C.
G
m1m2 (r1 r2 )2
D.
G
(r1
m1m2 r2
r)2
分析: 对于均匀的球体,应是两球心间距
4.地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞 船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球 对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地 球中心的距离之比为 ( )
2、数学表达式：
F=
Gm1m2
r2
单位：质量（kg）；距离（m）力（N） G：是引力常量，其值为6.67259×10-11N·m2/kg2
3、适用条件：可看成质点的两物体间
（1）、如两质量分布均匀的球体：
m1 球心
球心 m2
L
无论球体能否看作质点，它们的万有引力大
小都可以用F=
Gm1m2
r2
求解。
F=G
m
1
r
m
2
2
A．下公面式说中法G中为正引确力的常是量，它是由实验测得的，
而不是人为规定的
B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C．m1与m2受到的引力总是大小相等的，与m1 、m2
是否相等无关
D．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相
反 的，是一对平衡力
【答案】 AC
【解析】 引力常量G是卡文迪许利用扭秤装置
63万有引力定律
单击此处输入你的副标题，请尽量言 简意赅的阐述观点。
6.3 万有引力定律
的地 引球 力对
月 球 的地 引球 力对 苹 果
？
问题：
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？
著名的月地检验
6.3万有引力定律：
1、概念：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m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r 的二次方成反比。