人教版高中物理必修二第六章第三节万有引力定律

验证的结 论
太阳对行星之间的引力 地球对月球之间的引力 地球对地面苹果的引力
是同一种力
Mm F G r2
新思考、结论推广
F

G
Mm r2
由公式和力的 苹果对人有引力、
相互性引发的 人对苹果也有引
思考：地球对苹
果有引力
力，那人也可对 别的物体有引力
苹果对地球有引力
那苹果是否对人有 引力呢？
以此类推，会有 什么结论？
A．物体落到地面上,说明地球对物体有引 力,物体对地球没有引力 万有引力具有相互性
B．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的 基础上发现的
C．地面上自由下落的苹果和天空中运行的 月亮,受到的都是地球的万有引力
D．F G 单位的
m1m2 r2
中的G是一个比例常数,是没有
G的单位是
课后拓展
• 地面上的物体受到地球施加的重力 与它受到地球施加的万有引力，是 同一种性质的力，为什么又分别叫 重力和万有引力呢？
的平方成反比的 规律：
F

G
Mm r2
当然这仅仅是猜想
在月轨上 做匀速圆 周运动
r
R
在地球表 面自由下
落
已知：月球绕地球 做圆周运动的周期 为T=27.3天
苹果到地心的距离：
R=6.4×106 m
月球到地心的距离：
r=60R
月地检验过程展示 猜想的
实际计算
推论值
值
地面
：苹果做自由落体运动受引力：F地
• 它们有什么区别和联系？
本节课到此结束，谢谢
哈雷彗星
1682 年8 月出现 1758 年12 月25 日晚回归
哈雷
4、意义
(1)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。 把地面上物体运动的规律和天体的 运动规律统一了起来。
(2) 它第一次揭示了自然界中一种 基本相互作用的规律。
(3)万有引力定律的发现,解放思想, 推动科学文化的发展.
3、测定引力常量的意义
A、证明了万有引力的存在 B、开创了测量弱力的新时代 C、使得万有引力定律有了真正的实用价值
4、引力常量:G=6.67×10－11 N·m2/kg2
为什么我们感觉不到周围物体的引力呢?
粗略计算:两个质量为50kg,相距 0.5m的物体之间的引力?
F
G
m1m2 r2

6.67
过程总结
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?
①对现象的一般观察（提出问题） ②提出假设（猜想）; 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。
计算以下两物体间的引力大小
m1=1 kg ， m2=1 kg， r=1 m
第六章 万有引力与航天
万有引力定律
问题回顾
问题1.行星为什么能够绕 行星与太阳之间 太阳运转而不会飞离太阳?有引力F
问题2.行星与太阳间的引 太阳质量 M
力与什么因素有关?
行星质量 m
行星到太阳的距离r
问题3. 太阳与行星间的引 力遵从的是什么样的规律?
F G Mm
r2
引发猜想
思考
天上 规律
天地之道 本合乎？
地上 规律
<1>太阳与地球间有引力，
规律是
F G Mm r2
<2>地球与月亮之间有引
力，规律也是
F

G
Mm r2
<3>地球对苹果的吸引力
是否遵守以上的规律，
是同一种力呢？
F

G
Mm r2
牛顿的猜想 牛顿的这一猜想
这从与距离 了一起!
F
G
m1m2 r2

G
11 12

G
G Fr 2 m1m2
F、r、m哪个 量最难测量？
【思考】对于一个十分微小的 物理量该采用什么方法测量?
——放大法
引力常量的测量—卡文迪许扭称实验(1789年)
卡文迪许实验室
卡文迪许
1、实验原理:力矩平衡,即引力矩=扭转力矩
2、科学方法:放大法
两次放大及等效的思想: (1)扭秤装置把微小力转变成力矩来反映 (2)扭转角度(微小形变)通过光标的移动来反映

1011

50 50 0.52
N
6.67 107 N
一粒芝麻重的几千分之一!!!
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=6.0×1024kg,日地之间的距离为R=1.5×1011m
F=GMm/R2
=6.67×10-11×2.0×1030×6.0×1024/(1.5×1011)2
=3.5×1022(N)
能拉断直径为9000km的钢柱!!!
太阳对质量为50kg的人,引力很小,不到 0.3N我们感受不到太阳的引力
万有引力的宏观性
只有质量巨大的天体间,万有引力的存在才有宏观物理 意义。
FN
受力分析：不分
A
A
析质量小的物体
B
之间的万有引力
地球
mg
1、内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,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、公式: F G m1m2 r2
m1 F F m2 r
引力常量:G=6.67×10－11 N·m2/kg2
r:质点(球心)间的距离
3、条件: 质点或均质球体
4、理解:普遍性、相互性、宏观性、特殊性
关于万有引力的说法,正确的有( BC )
=G
Mm R2
月轨
：苹果做匀速圆周运动受引力：F月=G
Mm r2
F月 F地
=
R2 r2
F =ma
a月 a地 = R2 r 2
r =60R
a月 a地 =1 602
a月

4 2r
T2

4 3.142 3.84 108 (27.3 24 3600)2
m
/
s2

0.0027m
/
s2
a地 =g=9.8m / s2 a月 0.0027 1/ 3600 1/ 602 a地 9.8
1687年
1、内容:自然界中任何两个物体都相互吸
引,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、公式:
F

G
m1m2 r2
r
方向：沿着两质心的连线
3、r的取值:两个质点之间的距离;若是两个质量
分布均匀的球体,应是两球心间距。
万有引力定律的验证
哈雷彗星回归预测