物理必修 第二册2 万有引力定律课文内容ppt课件

这是一份物理必修 第二册2 万有引力定律课文内容ppt课件，共28页。PPT课件主要包含了课堂引入，来自科学家的思考，笛卡尔，太阳与行星间的引力，月地检验，万有引力定律，适用条件，引力常量，课堂小结，典例分析等内容，欢迎下载使用。
思考：是什么力支配着行星绕着太阳做如此和谐而有规律的运动呢？
一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致物体做圆周运动。
受到了来自太阳的类似于磁力的作用。
在行星的周围有旋转的物质(以太）作用在行星上，使得行星绕太阳运动。
行星受到了太阳对它的引力，证明了如果行星的轨道是圆形的，其所受的引力大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比，但没法证明在椭圆轨道规律也成立。
牛顿 (1643—1727)
牛顿在前人对惯性研究的基础上，开始思考“物体怎样才会不沿直线运动”，他的回答是：以任何方式改变速度，都需要力。行星做匀速圆周运动需要指向圆心的力，这个力应该就是太阳对它的引力。
二、行星与太阳间的引力
行星绕太阳的运动可以看做匀速圆周运动，行星做匀速圆周运动时，受到一个指向圆心（太阳）的引力，正是这个力提供了匀速圆周运动所需的向心力，由此可推知太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。
设行星的质量为m，速度为v，行星与太阳间的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为
天文观测难以直接得到行星的速度 v，但可以得到行星的公转周期 T
即太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成正比，与r2成反比。
G为比例系数，与太阳、行星无关。
方向：沿着太阳与行星间的连线
猜想：地球对月球的引力，与地球对树上苹果的吸引力是同一种性质的力吗？
1.牛顿的思考： 地球对月球的引力、地球对地面上物体的引力若为同一种力，其大小的表达式满足
结论：地面物体受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵循相同的规律。
（1）两质点间（两物体间距远大于物体的线度） （2）两均质球体间（r 为两球球心间的距离）
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 的二次方成反比。
4.对万有引力定律的理解：
(1)普遍性：它存在于宇宙中任何客观存在的两个物体之间。(2)相互性：任何两物体间的相互引力，都是一对作用力和反作用力，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天体附近的物体间，它的作用才有实际的物理意义。（4）独立性：万有引力的大小只与它们的质量和距离有关，与其他的因素均无关。不管它们之间是否还有其他作用力。
5.发现万有引力定律的重要意义: 揭示了地面上物体运动的规律和天体上物体的运动遵从同一规律，让人们认识到天体上物体的运动规律也是可以认识的,解放了人们的思想,给人们探索自然的奥秘建立了极大信心, 对后来的物理学、天文学的发展具有深远的影响。
1686年牛顿发现万有引力定律后，却无法算出两个天体间的引力大小。
1.扭秤装置把微小力通过杠杆旋转明显反映出来（一次放大）；2.扭转角度（微小形变）通过光标的移动来反映（二次放大），从而确定物体间的万有引力。
装置的巧妙之处：两次放大及等效的思想 。
3.标准值：G＝6.67259×10－11N·m2/kg2， 通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2 。
测定引力常量的重要意义
1．证明了万有引力的存在；2．“开创了测量弱力的新时代” （英国物理学家玻印廷语）；3．使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等。
【典例1】量纲分析是物理学中的一种很重要的研究方法。例如，任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比，其表达式可写为，式中G为万有引力常量，你可能不知道G的具体单位，但是你可以结合单位换算（量纲分析）对其做出推断，则根据你的推断，下列关于G的具体单位，表述正确的是（　　）A．N·m/kgB． C． D．
【典例2】（多选）关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（　　）A．由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大B．行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在从近日点向远日点运动时所受引力变小C．由F= 可知G= ，由此可见G与F和r2的乘积成正比，与M太和m的乘积成反比D．行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看成圆轨道，行星做圆周运动的向心力来源于太阳对行星的引力
【典例3】“月地检验”是牛顿为了证明以下猜想：“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律。牛顿当年知道月地之间距离3.84×108米，地球半径6.4×106米，那么他需要验证（　　） A．地球吸引苹果的力约为地球吸引月球的力的B．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的C．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的D．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
【典例4】“北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，同步卫星是其重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2，A点在轨道1上，B、C两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。在该卫星远离地球的过程中，地球对卫星的引力（　）A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．先变大后变小
【典例5】2020年12月1日嫦娥五号探测器实施月面“挖土”成功，“挖土”采用了钻取和表取两种模式。假设月球可看作质量分布均匀的球体，其质量为M，半径为R。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零，万有引力常量为G。某次钻取中质量为m的钻尖进入月球表面以下h深处，则此时月球对钻尖的万有引力为（　　）A．0 B． C． D．