《万有引力定律》说课ppt
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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
7.2万有引力定律说课课件26张PPT
究）
活动 2 ：结合教材和课件演示了解卡卡文迪什扭秤
实验原理，体验扭秤实验，感受物理学之美（科学
探究，科学态度与责任）
任务一：探究行星与太阳间的引力
活动 1 ：创设情境，复习引入
行星
太阳
a
问题： 什么原因使行星绕太阳运动？
任务一：探究行星与太阳间的引力
活动 2 ：回顾物理学史：探究行星绕日的原因
牛顿力学的局限
性
宇宙起源
展望
未来
一、教学目标设计
（三）学情分析
已有知识与能力
已经学习了牛顿运动定律、圆周运动的知识，开普勒三定
律，理论上已经具备了接受万有引力定律的能力
学习困难
在探究行星与太阳间关系以及月地检验时推理能力、创新
能力还比较欠缺，需要教师耐心引导。
一、教学目标设计
（四）确定教学目标
物理观念
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致天体做圆周运动。
开普勒、吉尔伯特：行星是依靠从太阳发出的磁力运行的，这是早期的引力思想
笛卡尔：“旋涡”假设，宇宙空间存在一种不可见流质“以太”，形成旋涡，带动行星运动。
布里阿德（法）：首次提出引力大小与距离平方成反比的假设。
哈雷、胡克：推导出如果行星的轨道是圆形的，它所受的引力大小跟行星到太阳距离的二次方
质的力吗？这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗？
牛顿的猜想：
天上的力： F引
G
Mm
r2
地上的力：重力 mg
它们是同一种力，即天上人间都一样
任务二：探究引力的统一性
[ 问题链设计 ]
阅读教材回答以下问题
问题 2 ：月 - 地检验的目的是什么？
问题 3 ：月 - 地检验的验证原理是怎样的？为什么从力的研究转化为比较加速度？
活动 2 ：结合教材和课件演示了解卡卡文迪什扭秤
实验原理，体验扭秤实验，感受物理学之美（科学
探究，科学态度与责任）
任务一：探究行星与太阳间的引力
活动 1 ：创设情境，复习引入
行星
太阳
a
问题： 什么原因使行星绕太阳运动？
任务一：探究行星与太阳间的引力
活动 2 ：回顾物理学史：探究行星绕日的原因
牛顿力学的局限
性
宇宙起源
展望
未来
一、教学目标设计
（三）学情分析
已有知识与能力
已经学习了牛顿运动定律、圆周运动的知识，开普勒三定
律，理论上已经具备了接受万有引力定律的能力
学习困难
在探究行星与太阳间关系以及月地检验时推理能力、创新
能力还比较欠缺，需要教师耐心引导。
一、教学目标设计
（四）确定教学目标
物理观念
伽利略：一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致天体做圆周运动。
开普勒、吉尔伯特：行星是依靠从太阳发出的磁力运行的，这是早期的引力思想
笛卡尔：“旋涡”假设，宇宙空间存在一种不可见流质“以太”，形成旋涡，带动行星运动。
布里阿德（法）：首次提出引力大小与距离平方成反比的假设。
哈雷、胡克：推导出如果行星的轨道是圆形的，它所受的引力大小跟行星到太阳距离的二次方
质的力吗？这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗？
牛顿的猜想：
天上的力： F引
G
Mm
r2
地上的力：重力 mg
它们是同一种力，即天上人间都一样
任务二：探究引力的统一性
[ 问题链设计 ]
阅读教材回答以下问题
问题 2 ：月 - 地检验的目的是什么？
问题 3 ：月 - 地检验的验证原理是怎样的？为什么从力的研究转化为比较加速度？
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
物理必修2人教版6.3万有引力定律---说课 (共29张PPT)
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播放视频一:
创设牛顿当时的情境激发学生们的思维，合理的安排提问。 引导式提问。
这个力延伸到遥远的38万公里以外的月球， 引力还可能存在……
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万有引力常量的测定， 检测万有引力定律的普适 性
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物理思想比较
旧教材
新教材
对物理知识的形成过程与物理
主要重视物理知识的传输过 学家在对物理学的推动过程介
程，不太重视对物理学的思想 绍比较多。
方法介绍。
整个新教材的知识体系的展现
过程能根据学生的身心发展规
律而展示。
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万有引力定律——得出万有引力定律 太阳与行星间的引力——平方反比关系
引力常量的测定——卡文迪许扭秤实 万有引力定律——把太阳与行星间的引
验
力推广到任意物体间
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《高一物理万有引力》课件
雷达测距
向月球或更远的天体发射雷达信 号，通过测量信号的往返时间可 以精确计算出天体与地球之间的 距离。
计算天体的质量
环绕天体运动
通过测量环绕天体的运动轨道和周期 ，利用万有引力定律可以计算出中心 天体的质量。
重力加速度法
在地球上测量不同纬度处的重力加速 度，结合地球半径和地球质量，可以 推算出其他天体的质量。
详细描述
牛顿出生于1643年，他是一位英国物 理学家、数学家、天文学家和哲学家 。他在科学领域做出了卓越的贡献， 其中最著名的就是万有引力定律。
万有引力定律的发现过程
总结词
万有引力定律的发现过程是一个漫长而复杂的过程，涉及到许多科学家和他们的研究成 果。从开普勒行星运动三定律，到牛顿万有引力定律的提出，人类对宇宙的理解不断深
宇宙的起源与万有引力
大爆炸理论
大爆炸理论认为宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态，被称为 大爆炸。在此之前，物理定律可能不再适用。
宇宙的演化
根据大爆炸理论，宇宙经历了急剧的扩张和冷却过程。万有引力在 宇宙演化中起着重要作用，它影响了星系的形成和宇宙的扩张速度 。
宇宙的未来
由于宇宙的加速扩张，未来宇宙的命运仍不确定。万有引力与宇宙的 其他基本力之间的关系仍需进一步研究。
助人类理解宇宙的运行规律。
天文观测
通过研究万有引力，人类能够更准 确地预测天体的位置和运动轨迹， 提高天文观测的精度。
宇宙演化
万有引力还影响了宇宙的演化过程 ，通过对它的研究，人类可以更深 入地了解宇宙的起源和演化历程。
对人类生活的影响
地球自转
航天工程
地球自转是由于地球自身受到的万有 引力作用，这种自转导致了昼夜交替 的现象，影响人类的生活节奏。
向月球或更远的天体发射雷达信 号，通过测量信号的往返时间可 以精确计算出天体与地球之间的 距离。
计算天体的质量
环绕天体运动
通过测量环绕天体的运动轨道和周期 ，利用万有引力定律可以计算出中心 天体的质量。
重力加速度法
在地球上测量不同纬度处的重力加速 度，结合地球半径和地球质量，可以 推算出其他天体的质量。
详细描述
牛顿出生于1643年，他是一位英国物 理学家、数学家、天文学家和哲学家 。他在科学领域做出了卓越的贡献， 其中最著名的就是万有引力定律。
万有引力定律的发现过程
总结词
万有引力定律的发现过程是一个漫长而复杂的过程，涉及到许多科学家和他们的研究成 果。从开普勒行星运动三定律，到牛顿万有引力定律的提出，人类对宇宙的理解不断深
宇宙的起源与万有引力
大爆炸理论
大爆炸理论认为宇宙起源于一个极度高温和高密度的状态，被称为 大爆炸。在此之前，物理定律可能不再适用。
宇宙的演化
根据大爆炸理论，宇宙经历了急剧的扩张和冷却过程。万有引力在 宇宙演化中起着重要作用，它影响了星系的形成和宇宙的扩张速度 。
宇宙的未来
由于宇宙的加速扩张，未来宇宙的命运仍不确定。万有引力与宇宙的 其他基本力之间的关系仍需进一步研究。
助人类理解宇宙的运行规律。
天文观测
通过研究万有引力，人类能够更准 确地预测天体的位置和运动轨迹， 提高天文观测的精度。
宇宙演化
万有引力还影响了宇宙的演化过程 ，通过对它的研究，人类可以更深 入地了解宇宙的起源和演化历程。
对人类生活的影响
地球自转
航天工程
地球自转是由于地球自身受到的万有 引力作用，这种自转导致了昼夜交替 的现象，影响人类的生活节奏。
【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。
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m
/
s2
0.0027m / s2
g 9.8 3600 a 0.0027 r 60R
a g
R2 r2
1 602
让数据说话，用不可辩驳的事实印证猜想
3万有引力定律
人教版《物理》必修
问题预设： 更大胆设想：是否任何两个物体之间都存在这样的力？
万有引力定律:自然界中任何两个物体都相互吸引，引
力的方向在他们的连线上，引力大小与物体的质量m1 和m2的乘积成正比，与它们之间间的距离r的二次方成 反比，即
F
ห้องสมุดไป่ตู้
G
m1m2 r2
3万有引力定律
人教版《物理》必修
设计意图：
提出问题，让学生带着问题阅读教材，通过教师设 问，学生自主阅读思考，做到有的放矢，最后引 导学生讨论总结回答问题，在增强学生的科学表 达能力的同时，让学生加深体会对万有引力定律 及公式的理解。
问题2.行星与太阳间的引力与 什么因素有关？
问题3.可以根据哪些已知规律 推导出推出太阳与行星间 的引力遵从的是什么样的 规律？
设计意图： 通过设置三个回忆性问 题帮助学生回顾上节课 所学的太阳与行星间引 力规律，回顾万有引力 定律“发现之旅”前半 程。
3万有引力定律
人教版《物理》必修
又是什么力使得地面的物体不能 离开地球总要落回地面呢？
月--地检验过程展示
已知：重力加速度g =9.8m/s2；地球的半径R =6.4×106m ; 月-地的距离r =3.84×108m；月球的公转周期T =27.3天
设质量为m的物体在月球轨道上运动的加速度 （月球公转的向心加速度）为a，则
a r 2 2
，T
a
4
T
2r
2
4 3.142 3.84108 (27.3 24 3600)2
教学难点
1.“天上”的力与“人间”的力可能出于同一本源这一想法的 产生
2.创设情景进行”月--地”检测。
3万有引力定律
人教版《物理》必修
第三部分教学重、难点及突破
重、难点突破
用牛顿的敏锐的物理思维引领学生思考；
通过课堂活动，用问题引领学生在物理情景中主动参与构 建知识的过程。
3万有引力定律
人教版《物理》必修
第四部分教学设计和教学流程
通过问题回顾并引发进一步猜想； 创设情景，引导学生进行“月—地检验”； 解放思想，更大胆的猜想得到万有引力定律； 自主学习，对定律深入解读； 学习引力常量测定。
3万有引力定律
问题回顾，引发猜想
人教版《物理》必修
问题1.行星为什么能够绕太阳 运转而不会飞离太阳？
第一部分教材学情分析
学情分析
1.学生已经完全具备深入探究和学习万有引力定律的知识 能力。
2.具备了基本的探究能力，但利用已有知识创造新的知识 规律的能力较弱。
3万有引力定律
人教版《物理》必修
第二部分教学目标
知识与技能
1.了解万有引力定律得出的过程和思路，知道地面 上物 体所受重力与天体间的引力是同一性质的力；
• 通过创设情境让学生经历牛顿思维狂潮的洗礼， 感受思考的神奇魅力，从而了解了万有引力的发 现过程，如果对学生自主探究的观念，和改变学 生学习与思考的方式有一丝启发与帮助，也就实 现了本节课的教学目的。
3万有引力定律
创设情境，再现历史
• 再现牛顿当时的思考情景
人教版《物理》必修
3万有引力定律
人教版《物理》必修
预设问题：
➢ 苹果为什么只落向这位同学，而不是落向其 他同学呢？
➢ 苹果受到重力又是怎么产生的呢？是由于地 球对苹果的吸引产生的吗?
➢ 猜想地球对苹果的引力和太阳对行星的引力 是否根本就是同一种力？
3万有引力定律
第二部分教学目标
情感态度与价值观
人教版《物理》必修
1.让学生在这种充满大胆的猜想、巧妙的验证中体验 科学探索的精神与方法，
2.事物的偶然性与必然性的辩证关系
3. 科学理论必须受实践的检验，科学理论也是发展的。
3万有引力定律
人教版《物理》必修
第三部分教学重、难点及突破
教学重点
1.万有引力的建立过程； 2.对万有引力内容的理解及应用
➢ 将苹果延伸到月球那么远，苹果还受重力吗？
3万有引力定律
人教版《物理》必修
设计意图：通过再现牛顿当年 由苹果落地而引发思维遐想， 引导学生通过观察苹果的运 动，借鉴牛顿的思维在一层 层递进和深入的问题启发下， 通过师生互动，生生互动， 进而大胆猜测，突破难点。 使接下来出现的“月--地检 测”自然而合理。
万有引力常量测定
卡文迪许 扭称实验
• 引力常量
• G =6.67×10-11 N·m2/kg2
引力常量的普适性见证万有引力的正确性
课堂小结
3万有引力定律
课后作业： • 完成课后习题 • 阅读课本，预习扭秤实验
人教版《物理》必修
设计反思
• 万有引力的得出是牛顿“站在巨人的肩膀上”的 结果，也是牛顿天才而敏锐的物理思维最突出的 体现，这是牛顿善于利用已有知识和规律发现、 解决问题，并得到新发现新规律的的最好例证。
2.理解万有引力定律的含义及公式的适用范围；知道公式 中r的物理意义；
3.理解万有引力常量的意义及测定方法，了解卡文迪许扭 秤实验。
3万有引力定律
第二部分教学目标
过程与方法
人教版《物理》必修
1.推导万有引力公式，体会地面上物体所受重力与天体间 引力是同一性质的力。
2.查阅相关资料，自创情景亲自推导进行“月---地”检测。
同时牛顿的大胆而敏锐的想法也激发学生的学 习兴趣与想像力。
创设情景 月地检验
r月 R地
3万有引力定律
人教版《物理》必修
设计意图： 1.变课本中直接描述为形象化的情景展示，通过 层层递进而巧妙地设问，让学生在情景中思考讨 论，体会牛顿的智慧和逻辑思维的魅力。 2.利用牛顿时代已知的数据，让学生结组讨论、 设计实验方案、推导并得出结果，最后将推导过 程结果通过投影展示。 3.用无可辩驳的事实证明猜想的正确性，增强了 学生的理性认识，突破了又一难点，
人教版高中物理必修
第六章 万有引力与航天
3万有引力定律
3万有引力定律
人教版《物理》必修
第一部分教材学情分析
教材分析
1.万有引力定律在高中物理中占有重要地位
2.突出“探究”理念，体现了“猜想-假设-实验（事实） 验证的科学思想方法
3.承上启下，上承圆周运动，下启卫星的运动
3万有引力定律
人教版《物理》必修