高中2 万有引力定律优质ppt课件

这是一份高中2 万有引力定律优质ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了验证成功，月地检验，万有引力定律等内容，欢迎下载使用。
开普勒：受到了来自太阳的类似于磁力的作用
伽利略：一切物体都有合并趋势，这种趋势导致物体做圆周运动
在历史上，很多科学家们都提出过自己的解释：
胡克、哈雷：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
学习任务一 万有引力定律的发现过程
1.行星与太阳间的引力
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。
牛顿的思考：（１）“天上的力”和“人间的力”是同一种力吗？（２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？
牛顿的猜想： 苹果与月球受到的引力可能是同一种力!
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．
根据牛顿第二定律，知：
根据向心加速度公式,有：组卷网
=2.72×10-3m/s2
1、万有引力定律内容： 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，与他们之间距离r的二次方成反比。
注：G是比例系数，叫做引力常量，适用于任何两个物体； G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．
学习任务二 对万有引力定律的理解和计算
3.理解：（1）.普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间；（2）.相互性：作用力和反作用力；（3）.特殊性：两个物体间的万有引力与物体所在空间和其他物体无关；（4）.适用性（适用范围）：只适用于两个质点间的引力。 a）.两个质点间的相互作用; b）.可以看作质点的两个物体间的相互作用; c）.若是两个均匀的球体,应是两球心间的距离.
[解析]万有引力定律适用于两质点间的相互作用,当两球体质量分布均匀时,可认为球体质量集中在球心,也可用万有引力定律计算万有引力,故A、D正确;当r→0时,两物体不能视为质点,万有引力定律不再适用,B错误;匀质大球球心周围各部分对匀质小球的万有引力的合力为零,故C错误.
对万有引力定律的理解(1)普遍性:任何两个物体之间都存在引力(大到天体小到微观粒子),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:两个有质量的物体之间的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)特殊性:两物体间的引力只与它们的质量及距离有关,而与它们所在空间的性质无关,与周围是否存在其他物体无关.(4)宏观性:地面上的一般物体之间的万有引力比较小,与其他力比较可忽略不计.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.
[科学探究]牛顿虽然发现了万有引力定律,却没能给出引力常量的数值.这是因为一般物体间的引力非常小,很难用实验的方法将它测量出来.直到一百多年之后,才由英国的卡文迪什用精巧的扭秤装置测出.
学习任务三 引力常量的测量
卡文迪许扭秤的测量方法
思考：1.两个1千克的物体间的万有引力很小，它是如何测量的？ 2.力很小读数如何解决？
卡文迪什在对一些物体间的引力进行测量并算出引力常量G后，又测量了多种物体间的引力，所得结果与利用引力常量G按万有引力定律计算所得的结果相同。所以，引力常量的普适性成为万有引力定律正确的见证，它为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。
引力常量的测定具有怎样的意义？
例3 [2023·北京丰台期中] 1687年牛顿发现了万有引力定律,但并没有得出引力常量.直到1798年,卡文迪什首次利用如图所示的装置,比较精确地测量出了引力常量.关于这段历史,下列说法不正确的是　(　)A.只有天体间才存在万有引力B.利用万有引力定律不能准确计算相距0.5 m的两个学生之间的万有引力C.这个实验装置巧妙地利用放大原理提高了测量精度D.引力常量不易测量的一个重要原因就是地面上普通物体间的引力太微小
1.卡文迪什扭秤实验中的放大方法有:力学放大(借助力矩将万有引力的作用效果放大)和光学放大(借于平面境将微小的运动效果放大).2.卡文迪什扭秤实验开创了微小量测量的先河,使科学放大思想得到推广.
重力与万有引力的关系1.物体在地球(地球被视为规则的球体)不同纬度的位置,随地球的自转做半径不同的匀速圆周运动,请思考:(1)物体在地球不同纬度的位置,受到的万有引力大小一样吗?(2)不考虑自转,万有引力和重力有何关系?(3)物体在地球的不同位置,什么力提供向心力? 
[答案] 不考虑自转,万有引力等于重力
[答案] 万有引力的一个分力提供物体随地球转动需要的向心力
2.假设地球不自转,重力与万有引力相等.考虑地球自转,地表的物体做匀速圆周运动,圆心在地轴上的某点,此时物体所需的向心力Fn由万有引力F引指向地轴的分力提供,而另一个分力则是物体的重力G,如图所示.因此,重力与万有引力是分力与合力的关系.
适用条件：质点或均匀球体
英国卡文迪什用扭秤实验测得
证明了地球表面的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力
应用领域：天体之间或天体与物体之间
G=6.67×10-11Nm2/kg2
1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时他们不会吸在一起？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。
2.大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系（很遗憾，在北半球看不见）。大麦哲伦云的质量为太阳质量的1010倍，即2.0×1040kg，小麦哲伦云的质量为太阳质量的109倍，两者相距5×104光年，求它们之间的引力。
3.太阳质量大约是月球质量的2.7×107倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的3.9×102倍，试比较太阳和月球对地球的引力。