万有引力定律PPT课件
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万有引力定律完美版课件
07
总结与展望
Chapter
课件内容回顾与总结
万有引力定律的表述和数学公式
01
详细阐述了万有引力定律的定义、公式和适用范围，使学生全
面理解该定律。
引力常量的测定及意义
02
介绍了引力常量的历史背景、测定方法和在科学研究中的重要
性，加深了学生对引力常量的认识。
万有引力定律在天体运动中的应用
03
通过实例分析了万有引力定律在天体对万有引力定律的验 证不仅加深了我们对宇宙的认识和理解， 同时也为未来的空间探测和科学研究提 供了重要的理论支持和技术手段。
广义相对论对万有引力定律修正与发展
广义相对论简介
广义相对论是爱因斯坦在1915年提出 的一种描述引力的理论，它认为引力是 由物质和能量在时空中弯曲而产生的几 何效应。这一理论对万有引力定律进行 了修正和发展，为我们提供了更深刻、 更全面的引力理论。
了学生运用该定律解决实际问题的能力。
万有引力定律在科学和技术中重要性
天文学领域
万有引力定律为天文学提供了基础理论支持，是研究天体运动和 宇宙演化的关键。
航天工程领域
万有引力定律是航天工程设计和实施的重要依据，如卫星轨道计 算、太空探测等。
其他领域
万有引力定律还对地理学、地质学等其他领域产生了深远影响， 推动了相关学科的发展。
公式
F=G(m1m2)/r^2，其中F为两物体之
间的引力，m1和m2分别为两物体的
质量，r为两物体之间的距离，G为万
有引力常数。
科学家牛顿与万有引力定律
牛顿的生平与成就 牛顿是英国著名的物理学家、数学家和天文学家，他在物 理学领域取得了举世瞩目的成就，其中最为著名的就是万 有引力定律。
《万有引力定律》教学精品PPT课件
《万有引力定律》教学精品PPT课件目录CONTENCT •课程介绍与背景•万有引力定律的表述与理解•万有引力定律在生活中的应用•万有引力定律的实验验证•万有引力定律与爱因斯坦相对论的关系•课程总结与展望01课程介绍与背景掌握万有引力定律的基本内容和数学表达式理解万有引力定律的适用范围和条件了解万有引力定律在天体运动中的应用培养学生的物理思维能力和解决问题的能力课程目标与意义010203古代对天体运动的认识和猜测牛顿的万有引力定律的提出和验证万有引力定律在物理学中的地位和影响物理学史背景010204万有引力定律的重要性解释天体运动的基本规律为研究天体物理学提供基础促进现代宇宙学的形成和发展对现代科学和技术的进步产生深远影响0302万有引力定律的表述与理解万有引力定律的内容任何两个质点都存在通过连心线方向上的相互吸引的力。
该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
表述公式：$F=(G×m1×m2)/r^2$。
其中: F: 两个物体之间的引力G: 万有引力常数m1: 物体1的质量m2: 物体2的质量r: 两个物体之间的距离(大小)。
公式解析与意义公式中G为万有引力常数，是由卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量比较准确地得出。
万有引力定律的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。
它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。
它第一次揭示了自然界中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。
只适用于计算质点间的相互作用力，即当两个物体间的距离远大于物体本身的大小时，此公式也近似适用。
当两个物体距离不太远的时候，不能看成质点，可以采用先分割，再求矢量和的方法计算。
一个质量分布均匀的球体与球外一个质点的万有引力，可用公式计算，这时r是指球心间距离。
适用范围及限制条件03万有引力定律在生活中的应用天体运动规律行星椭圆轨道万有引力定律解释了行星绕太阳运动的椭圆轨道，以及行星在轨道上速度的变化规律。
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
万有引力定律的应用(共11张PPT)
宇宙速度的计算
第一宇宙速度
根据万有引力定律，可以 计算出环绕地球运行的最 大速度，即第一宇宙速度。
第二宇宙速度
通过万有引力定律，还可 以计算出逃离地球引力的 最小速度，即第二宇宙速 度。
第三宇宙速度
利用万有引力定律，可以 计算出逃离太阳系所需的 最小速度，即第三宇宙速 度。
03
万有引力定律在地球科学中的应 用
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)/r²，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表示两物体之间的距 离。
详细描述
这个公式是万有引力定律的核心内容，它精确地描述了两个物体之间万有引力 的数量关系。根据这个公式，我们可以计算出任意两个物体之间的万有引力的 大小。
桥梁和建筑物的稳定性分析
桥梁和建筑物的稳定性分 析
万有引力定律可以用来计算建筑物或桥梁的 支撑结构所受的重力，从而评估其稳定性。
桥梁和建筑物的抗震设计
通过分析地震发生时地面运动对建筑物的影 响，利用万有引力定律计算出建筑物在地震
中的受力情况，进而优化抗震设计。
物体落地速度的计算
物体落地速度的计算
THANKS
感谢观看
统研究提供基础。
04
万有引力定律在物理实验中的应 用
重力加速度的测量
总结词
通过测量物体自由落体的时间，可以计 算出重力加速度的值。
VS
详细描述
在重力加速度的测量实验中，通常使用自 由落体法。通过测量物体下落的时间，结 合已知的高度和重力加速度的公式，可以 计算出当地的重力加速度值。这种方法简 单易行，是物理学中常用的实验方法之一 。
《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
《万有引力》课件
行星轨道偏心率
行星轨道的偏心率表示轨 道形状的离心率，偏心率 为0表示轨道为圆形，偏心 率为1表示轨道为椭圆形。
04
万有引力与生活
万有引力对地球的影响
维持地球自转
万有引力提供向心力，使地球能 够保持稳定的自转。
维持地球轨道
万有引力使地球能够沿椭圆轨道绕 太阳运行，保持稳定。
形成气候
万有引力影响大气层的分布和运动 ，形成不同气候带和天气系统。
03
万有引力与天体运动
天体运动的规律
01
02
03
地球自转
地球绕自身轴线旋转一周 ，周期为24小时，形成昼 夜交替现象。
地球公转
地球绕太阳旋转一周，周 期为一年，形成四季交替 现象。
天体轨道
天体按照椭圆、抛物线或 双曲线等轨道运动，遵循 开普勒三定律。
月球与地球的相互作用
月球引潮力
月球引潮力引起地球潮汐现象，对地 球上的海洋、湖泊、河流等产生周期 性涨落。
VS
万有引力
万有引力是指任何两个物体之间相互吸引 的力。根据牛顿的万有引力定律，这个力 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。万有引力是宇宙中最 重要的力之一，它对天体运动和宇宙演化 起着重要作用。
探索宇宙的未知领域
宇宙微波背景辐射
宇宙微波背景辐射是指充溢于整个宇宙的微 波辐射，它是宇宙大爆炸后留下的余辉。通 过对宇宙微波背景辐射的研究，科学家们可 以了解宇宙早期的状态和演化过程。
暗能量
暗能量是一种充溢于空间的能量，它占据了宇宙中大部分的能量密度。暗能量的作用机制也尚不清楚 ，但它对宇宙的加速膨胀起着关键作用。科学家们正在研究暗能量的性质和作用机制，以揭示宇宙加 速膨胀的奥秘。
《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。
万有引力定律ppt课件
量子引力理论 尝试将万有引力定律与量子力学相结合，发展出 量子引力理论，如弦论、圈量子引力等。
3
修改引力理论
通过对万有引力定律进行修正，以适应不同尺度 和环境下的引力现象，如MOND理论、f(R)重力 理论等。
未来研究方向和前景展望
深入研究暗物质与暗能量 揭示暗物质和暗能量的本质，以及它 们与万有引力的关系。
定律的公式
• F=(G×m1×m2)/r^2。两个可看作质点的物体之间的万有引力，可以用以下公式计算：F=(G×m1×m2)/r^2,即 万有引力 等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量，其值约为6.67×10的负11次方单位， N·m2/kg2。为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。
定律中各物理量的含义
• G为引力常量，m1和m2分别为两个物体的质量，r为两个物 体间的距离。万有引力定律公式适用于质点间的相互作用， 在宏观物体间由于距离远大于物体本身的大小，所以通常把 物体看做质点，此时该公式适用。而当两个物体间的距离小 于物体本身的大小时，此公式就不适用了。
03
CATALOGUE
相对论揭示了时间、空间、物质 和能量之间的深刻联系，为原子 能、宇宙学、粒子物理等领域的
研究提供了理论基础。
相对论的提出和发展对于推动现 代科学技术的进步具有不可估量
的作用。
06
CATALOGUE
万有引力定律的挑战和发展前景
定律面临的挑战和问题
弱引力问题
01
在极弱引力环境下，万有引力定律的预测与观测结果存在偏差。
卫星轨道设计
万有引力定律是卫星轨道设计的 基础，通过计算地球对卫星的引 力，可以确定卫星的轨道参数。
太空探测任务
3
修改引力理论
通过对万有引力定律进行修正，以适应不同尺度 和环境下的引力现象，如MOND理论、f(R)重力 理论等。
未来研究方向和前景展望
深入研究暗物质与暗能量 揭示暗物质和暗能量的本质，以及它 们与万有引力的关系。
定律的公式
• F=(G×m1×m2)/r^2。两个可看作质点的物体之间的万有引力，可以用以下公式计算：F=(G×m1×m2)/r^2,即 万有引力 等于引力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方。其中G代表引力常量，其值约为6.67×10的负11次方单位， N·m2/kg2。为英国物理学家、化学家亨利·卡文迪许通过扭秤实验测得。
定律中各物理量的含义
• G为引力常量，m1和m2分别为两个物体的质量，r为两个物 体间的距离。万有引力定律公式适用于质点间的相互作用， 在宏观物体间由于距离远大于物体本身的大小，所以通常把 物体看做质点，此时该公式适用。而当两个物体间的距离小 于物体本身的大小时，此公式就不适用了。
03
CATALOGUE
相对论揭示了时间、空间、物质 和能量之间的深刻联系，为原子 能、宇宙学、粒子物理等领域的
研究提供了理论基础。
相对论的提出和发展对于推动现 代科学技术的进步具有不可估量
的作用。
06
CATALOGUE
万有引力定律的挑战和发展前景
定律面临的挑战和问题
弱引力问题
01
在极弱引力环境下，万有引力定律的预测与观测结果存在偏差。
卫星轨道设计
万有引力定律是卫星轨道设计的 基础，通过计算地球对卫星的引 力，可以确定卫星的轨道参数。
太空探测任务
万有引力定律ppt课件
星的质量m成正比，与r2成反比。
m
F 2
r
2.行星对太阳的引力
m
F 2
r
行
星
F
F′
太
阳
M
F 2
r
'
太阳和行星的引力是相互的，行星和太阳的地
位对等的，太阳对行星的引力与行星质量成正
比，由类比法可得行星对太阳的引力与太阳的
质量成正比。
m
F 2
r
类 牛
比
法 三
M
F 2
r
牛三
Mm
F 2
r
Mm
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
2
4
r
2
a r
T
a 2.69 10 3 m / s 2
1
该就是太阳对它的引力。
知识点二：行星与太阳间的引力
行星
行星
太阳
太阳
a
r
简化
(1)匀速圆周运动模型：
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以太阳为圆心的匀速圆周运动。
(2)太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力。
1.太阳对行星的引力
行星绕太阳的运动看做匀速圆周运动，行
F=G 2
r
'
F 和F ′是一对作用力和反作用力，所以F的大小既
和太阳质量M成正比、也和行星质量m成正比。
m
F 2
r
2.行星对太阳的引力
m
F 2
r
行
星
F
F′
太
阳
M
F 2
r
'
太阳和行星的引力是相互的，行星和太阳的地
位对等的，太阳对行星的引力与行星质量成正
比，由类比法可得行星对太阳的引力与太阳的
质量成正比。
m
F 2
r
类 牛
比
法 三
M
F 2
r
牛三
Mm
F 2
r
Mm
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
2
4
r
2
a r
T
a 2.69 10 3 m / s 2
1
该就是太阳对它的引力。
知识点二：行星与太阳间的引力
行星
行星
太阳
太阳
a
r
简化
(1)匀速圆周运动模型：
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以太阳为圆心的匀速圆周运动。
(2)太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力。
1.太阳对行星的引力
行星绕太阳的运动看做匀速圆周运动，行
F=G 2
r
'
F 和F ′是一对作用力和反作用力，所以F的大小既
和太阳质量M成正比、也和行星质量m成正比。
《万有引力定律》PPT课件
(因物体不再受地球自转影响！)
mg h
G
Mm (R地 h)2
②重力随高度的增大而减小。
对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力
的表达式F＝Gmr1m2 2，下列说法正确的是
()
• A．公式中的G是引力常量，它是由实验 得出的，而不是人为规定的
• B．当两个物体间的距离r趋于零时，万有 引力趋于无穷大
(4)特殊性：两个物体之间的万有引力只与它 们本身的质量和它们间的距离有关，而与所 在空间的性质无关，也与周围是否存在其他 物体无关。
三、万有引力与重力之间的关系
1.在地球表面,重力只是万有引力 的一个分力.
F mg G Mm r2
①重力随纬度的减小而减小。 g赤 g极
2.在地球高空,重力就是万有引力.
B.
G
m1m2 r12
D. G m1m2
(r r1 r2 ) 2
r1
r2
r
图7－9
它在数值上等于质量都是1kg的物体相距1m时的相 互作用力。
4.万有引力定律公式的适用条件
(1) F G m1m2 适用于计算两个质点间相互作用. r2
(2)两个质量分布均匀的球体间的相互作用，可 用公式计算，其中r是两个球体球心的距离。
(3)一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力, 可用公式计算，其中r是球心到质点间的距离。
有椭圆的一个焦点上。
第二定律：
开普勒
行星和太阳的连线，在相等的时间内
(面积定律) 扫过相同的面积。
同一颗行星在近 日点的速率大于 远日点的速率.
第三定律： 行星绕太阳公转的周期的平方和轨道半 (周期定律) 长轴的立方成正比
注：1）K与行星无关， 只与“中心天体”--太阳质量有关。
mg h
G
Mm (R地 h)2
②重力随高度的增大而减小。
对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力
的表达式F＝Gmr1m2 2，下列说法正确的是
()
• A．公式中的G是引力常量，它是由实验 得出的，而不是人为规定的
• B．当两个物体间的距离r趋于零时，万有 引力趋于无穷大
(4)特殊性：两个物体之间的万有引力只与它 们本身的质量和它们间的距离有关，而与所 在空间的性质无关，也与周围是否存在其他 物体无关。
三、万有引力与重力之间的关系
1.在地球表面,重力只是万有引力 的一个分力.
F mg G Mm r2
①重力随纬度的减小而减小。 g赤 g极
2.在地球高空,重力就是万有引力.
B.
G
m1m2 r12
D. G m1m2
(r r1 r2 ) 2
r1
r2
r
图7－9
它在数值上等于质量都是1kg的物体相距1m时的相 互作用力。
4.万有引力定律公式的适用条件
(1) F G m1m2 适用于计算两个质点间相互作用. r2
(2)两个质量分布均匀的球体间的相互作用，可 用公式计算，其中r是两个球体球心的距离。
(3)一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力, 可用公式计算，其中r是球心到质点间的距离。
有椭圆的一个焦点上。
第二定律：
开普勒
行星和太阳的连线，在相等的时间内
(面积定律) 扫过相同的面积。
同一颗行星在近 日点的速率大于 远日点的速率.
第三定律： 行星绕太阳公转的周期的平方和轨道半 (周期定律) 长轴的立方成正比
注：1）K与行星无关， 只与“中心天体”--太阳质量有关。
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物理学习中有很多的规律要学习，而
纵观规律的发现过程我们可以发现它
们都遵循一定的规律，我们对学习过
的帕斯卡定律，阿基米德原理，牛顿
运动定律等物理规律的学习进行总结，
可以发现这些规律的探究过程都是按
科学探究的一般流程发现的。所以今
天我就以万有引力定律的学习来探究
怎样利用科学探究的一般方法来学习
物理规律。
★2、方向： 在两物体的连线上
★3、表达式：F G m1m2 r2
CHENLI
20
过程总结：
纵观牛顿万有引力规律的发现历程，我们可 以看到牛顿就是采用了伽利略的科学研究方 法
①对现象的一般观察； ②提出问题、做出假设； ③运用逻辑（包括数学）得出推论； ④通过实验对推论进行检验； ⑤对假说进行修正和推广．
11
苹果与水和地球之间存在引力
月球和地球之间存在引力
行星和太阳之间存在引力!
伽利略科学研究方法①CHE对NLI 现象的一般观察；12
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?
CHENLI
1
伽利略与落体运动
CHENLI
2
复习思考
请回顾加利略推翻亚里士多德的落体运动观点 的过程，概括一下伽利略科学发现的一般过程是 什么？
①提出问题、作出假设；②对现象的一般观 察；③通过试验对推论进行检验；④运用逻辑 （包括数学）得出推论； ⑤对假说进行修正和 推广。请按科学研究过程的顺序将基本要素排出
1 602
g
“月—地”检验示意图
CHENLI
16
地表重力加速度：g = 9.8 m/s2
地球半径：R=6400×103m
r
月球周期：T =27.3天≈2.36×106 s
月球轨道半径：r≈60R=3.84×108m
R
求：月球绕地球的向心加速度 ？
即证明
a月
1 602
g
CHENLI
“月——地”检验示意
引力常量
G 是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体.
单位： Nm2 /kg2
大小：
100多年后，由英国 物理学家卡文迪许测出
CHENLI
卡文迪许 23
扭秤实验的测量结果
G6.6 711 0N 1m 2/k2g
万有引力常量
万有引力定律通过CHE实NLI 验检验是正确的24
思考：我们人与人之间也应该存在万有
CHENLI
21
F＝G
m1m2 r2
两物体的距离r指“哪两部分距离”？
★4、ｒ的具体含义：
⑴对于可以看做质点的物体，r为两个质点 之间的距离．
所谓质点，即两物体的形状和大小对它们之间 的距离而言,影响很小,可以忽略不计.
⑵对于质量分布均匀的球体，r为两个球心 之间的距离.
m1
m2 r
CHENLI
22
图
17
观测验证:
根据向心加速度公式,有：
a月rω2 r4T2π2
即： a月24.33 1.61 2 6 024 3 . 8 148 0 r
=2.72×10-
R
3m601/s22g
伽利略科学探究方法④通过 “月——地”检验示意图
实验对推论进行检验 CHENLI
18
数据表明，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，真的遵从相同的规律！
树下思考着，他头顶的树枝中 有样东西晃动起来，一个历史 上最著名的苹果落了下来，正
好打在23岁的牛顿头上， 于是…….。
一个伟大的定律——万有引力定律诞生了！
伽利略科学研究方法CH①ENL对I 现象的一般观察；6
为什么行星不会飞离太阳?
行星和太阳之间CHENL存I 在引力!
7
太阳与行星间的引力满足以下关系：
通过月地检验证明了天体之间的引力与地面 物体间的引力是同一种力，牛顿根据伽利略 科学研究方法对结论又进行了推广。
牛顿将这个规律推广到任何物体间都有 相同规律的吸引力
伽利略科学探究方法⑤对假说进行修正
和推广
CHENLI
19
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 m 1 和 m 2 的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比.
Mm F r2
写成等F 式G ： rM 2 m
即引力的大小与二者距离的平方成反比
CHENLI
8
为什么苹果和水会落地？
苹果与水 和地球之 间存在引
力
CHENLI
9
为什么月球也不会飞离地球呢？ 月球和地C球HENL之I 间存在引力 10
为什么苹果和水会落地？
苹果与水 和地球之 间存在引
力
CHENLI
太阳与行星间的引力满足以下关系：F
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Mm r2
写成等F 式G ： rM 2 m
CHENLI
15
假设逻辑推理:
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．
r
逻辑推理
由于F
1 r2
,
且 r6R 0
R
故F月
1 602
G
根据牛顿第二定律，知：F 月 m月 ,aGm g
ma月
1 602
mg即a月
CHENLI
4
万有引力定律 _____________________________________________
Newton’s Law of Universal Gravitation
CHENLI
5
苹果和牛顿
1666年夏末一个温暖的 夜晚，在英格兰林肯郡乌尔斯
， 索普 一个年轻人坐在苹果
正确的顺序（只填序号）
答案：②①④③⑤ 。
CHENLI
3
伽利略探究过程总结：
伽利略的科学研究方法
①对现象的一般观察； ②提出问题、做出假设； ③运用逻辑（包括数学）得出推论； ④通过实验对推论进行检验； ⑤对假说进行修正和推广．
伽利略所开创的这套科学研究方法，一直指导 着在他之后的科学工作者进行科学探究。
伽利略科学探C究HEN方LI 法②提出问题
13
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。
当然这仅仅是猜想， 还需要事实来检验！
伽利略科学探究方CHE法NLI ②做出假设； 14
在当时科学家们通过天文观察已经获得了 地球与月球之间的一些数据和天体规律
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
纵观规律的发现过程我们可以发现它
们都遵循一定的规律，我们对学习过
的帕斯卡定律，阿基米德原理，牛顿
运动定律等物理规律的学习进行总结，
可以发现这些规律的探究过程都是按
科学探究的一般流程发现的。所以今
天我就以万有引力定律的学习来探究
怎样利用科学探究的一般方法来学习
物理规律。
★2、方向： 在两物体的连线上
★3、表达式：F G m1m2 r2
CHENLI
20
过程总结：
纵观牛顿万有引力规律的发现历程，我们可 以看到牛顿就是采用了伽利略的科学研究方 法
①对现象的一般观察； ②提出问题、做出假设； ③运用逻辑（包括数学）得出推论； ④通过实验对推论进行检验； ⑤对假说进行修正和推广．
11
苹果与水和地球之间存在引力
月球和地球之间存在引力
行星和太阳之间存在引力!
伽利略科学研究方法①CHE对NLI 现象的一般观察；12
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?
CHENLI
1
伽利略与落体运动
CHENLI
2
复习思考
请回顾加利略推翻亚里士多德的落体运动观点 的过程，概括一下伽利略科学发现的一般过程是 什么？
①提出问题、作出假设；②对现象的一般观 察；③通过试验对推论进行检验；④运用逻辑 （包括数学）得出推论； ⑤对假说进行修正和 推广。请按科学研究过程的顺序将基本要素排出
1 602
g
“月—地”检验示意图
CHENLI
16
地表重力加速度：g = 9.8 m/s2
地球半径：R=6400×103m
r
月球周期：T =27.3天≈2.36×106 s
月球轨道半径：r≈60R=3.84×108m
R
求：月球绕地球的向心加速度 ？
即证明
a月
1 602
g
CHENLI
“月——地”检验示意
引力常量
G 是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体.
单位： Nm2 /kg2
大小：
100多年后，由英国 物理学家卡文迪许测出
CHENLI
卡文迪许 23
扭秤实验的测量结果
G6.6 711 0N 1m 2/k2g
万有引力常量
万有引力定律通过CHE实NLI 验检验是正确的24
思考：我们人与人之间也应该存在万有
CHENLI
21
F＝G
m1m2 r2
两物体的距离r指“哪两部分距离”？
★4、ｒ的具体含义：
⑴对于可以看做质点的物体，r为两个质点 之间的距离．
所谓质点，即两物体的形状和大小对它们之间 的距离而言,影响很小,可以忽略不计.
⑵对于质量分布均匀的球体，r为两个球心 之间的距离.
m1
m2 r
CHENLI
22
图
17
观测验证:
根据向心加速度公式,有：
a月rω2 r4T2π2
即： a月24.33 1.61 2 6 024 3 . 8 148 0 r
=2.72×10-
R
3m601/s22g
伽利略科学探究方法④通过 “月——地”检验示意图
实验对推论进行检验 CHENLI
18
数据表明，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，真的遵从相同的规律！
树下思考着，他头顶的树枝中 有样东西晃动起来，一个历史 上最著名的苹果落了下来，正
好打在23岁的牛顿头上， 于是…….。
一个伟大的定律——万有引力定律诞生了！
伽利略科学研究方法CH①ENL对I 现象的一般观察；6
为什么行星不会飞离太阳?
行星和太阳之间CHENL存I 在引力!
7
太阳与行星间的引力满足以下关系：
通过月地检验证明了天体之间的引力与地面 物体间的引力是同一种力，牛顿根据伽利略 科学研究方法对结论又进行了推广。
牛顿将这个规律推广到任何物体间都有 相同规律的吸引力
伽利略科学探究方法⑤对假说进行修正
和推广
CHENLI
19
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 m 1 和 m 2 的乘积成正比,与它们之间距离的二次方成反比.
Mm F r2
写成等F 式G ： rM 2 m
即引力的大小与二者距离的平方成反比
CHENLI
8
为什么苹果和水会落地？
苹果与水 和地球之 间存在引
力
CHENLI
9
为什么月球也不会飞离地球呢？ 月球和地C球HENL之I 间存在引力 10
为什么苹果和水会落地？
苹果与水 和地球之 间存在引
力
CHENLI
太阳与行星间的引力满足以下关系：F
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Mm r2
写成等F 式G ： rM 2 m
CHENLI
15
假设逻辑推理:
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．
r
逻辑推理
由于F
1 r2
,
且 r6R 0
R
故F月
1 602
G
根据牛顿第二定律，知：F 月 m月 ,aGm g
ma月
1 602
mg即a月
CHENLI
4
万有引力定律 _____________________________________________
Newton’s Law of Universal Gravitation
CHENLI
5
苹果和牛顿
1666年夏末一个温暖的 夜晚，在英格兰林肯郡乌尔斯
， 索普 一个年轻人坐在苹果
正确的顺序（只填序号）
答案：②①④③⑤ 。
CHENLI
3
伽利略探究过程总结：
伽利略的科学研究方法
①对现象的一般观察； ②提出问题、做出假设； ③运用逻辑（包括数学）得出推论； ④通过实验对推论进行检验； ⑤对假说进行修正和推广．
伽利略所开创的这套科学研究方法，一直指导 着在他之后的科学工作者进行科学探究。
伽利略科学探C究HEN方LI 法②提出问题
13
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。
当然这仅仅是猜想， 还需要事实来检验！
伽利略科学探究方CHE法NLI ②做出假设； 14
在当时科学家们通过天文观察已经获得了 地球与月球之间的一些数据和天体规律
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