新教材 人教版高中物理必修第二册 第七章 万有引力与宇宙航行 精品教学课件(共324页)
2．日心说的代表人物是( A．托勒密 C．布鲁诺
) B．哥白尼 D．第谷
B [日心说的代表人物是哥白尼，布鲁诺是宣传日心说的代表 人物，B 正确。]
3．下述说法中正确的有( ) A．一天 24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实 B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周 上做匀速圆周运动 C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律 可知其运动周期最小 D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间
3．开普勒定律
定律
内容
所有行星绕太阳运动的轨道 开普勒第
都是椭__圆__，太阳处在_椭_圆__的
一定律
一个_焦__点_上
对任意一个行星来说，它与 开普勒第
太阳的连线在_相__等__的_时__间__
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ二定律
内扫过的_面_积__相等
公式或图示
定律
内容
公式或图示
开普勒第
所有行星轨道的半__长__轴__的三
第七章 万有引力与宇宙航行
1．行星的运动 2．万有引力定律 P48 3．万有引力理论的成就 P111 4．宇宙航行 P175 5．相对论时空观与牛顿力学的局限性 P251 章末复习 P294
学习目标：1.[物理观念]了解人类对行星运动规律的认识历程， 知道开普勒行星运动规律及其科学价值。 2.[科学思维]知道行星绕 太阳运动的原因，知道引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心 力。 3.[科学探究]认识到科学研究一般从最基本的观念开始，凭借 对现象的观测、模型的构建以及模型与事实之间的相互作用，不断修 正原有的观念和模型，使其逐步接近事实，获得物理规律。 4.[科学 态度与责任]认识到相信自然的简单和谐是科学家研究的动力之一， 尊重客观事实、坚持实事求是是科学研究的基本态度和社会责任。
公式：Ta32 ＝k，k 是一个
与行星_无__关_的常量
次方跟它的_公_转__周__期__的二
三定律
次方的比都相等
[注意] 不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道是不同的。
二、行星运动的近似处理
1．行星绕太阳运动的轨道十__分__接__近__圆，太阳处在_圆_心__。 2．对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的_角__速__度_(或_线__速__度_) 不变，即行星做匀__速__圆__周__运动。 3．所有行星_轨_道__半__径__r_的__三__次_方___跟它的_公__转_周__期__T_的__二__次__方__的
D [不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道不同，但有一个共同的 焦点，即太阳位置，A、B 错误；由开普勒第二定律知，行星离太阳 距离小时速度大，距离大时速度小，C 错误；运动的周期 T 与半长 轴 a 满足Ta32＝k，D 正确。]
开普勒行星运动定律的三点注意 (1)开普勒三定律是通过对行星运动的观察结果总结而得出的规 律，它们都是经验定律。 (2)开普勒第二定律与第三定律的区别：前者揭示的是同一行星 在距太阳不同距离时的运动快慢的规律，后者揭示的是不同行星运动 快慢的规律。 (3)绕同一中心天体运动的轨道分别为椭圆、圆的天体，k 值相等， 即Tr321＝Ta322＝k。
一、地心说和日心说 开普勒定律 1．地心说
_地__球_是宇宙的中心，是静止不动的，太阳、月亮以及其他星体
都绕地球运动。 2．日心说
_太__阳_是静止不动的，地球和其他行星都绕_太_阳__运动。
[注意] 古代两种学说都是不完善的，因为不管是地球还是太 阳，它们都在不停地运动，并且行星的轨道是椭圆，其运动也不是 匀速率的。鉴于当时人们对自然科学的认识能力，日心学比地心说 更进一步。
提示：冬至日，夏至日。由图可知，冬至日地球在近日点附近， 夏至日在远日点附近，由开普勒第二定律可知，冬至日地球绕太阳 运动的速度最大，夏至日地球绕太阳运动的速度最小。
对开普勒行星运动定律的理解
定律 认识角度
理解
各行星的椭圆轨道尽管大小不同，但太阳 开普勒第 对空间分布
是所有轨道的一个共同焦点 一定律 的认识
阅读本节教材，回答第 44 页“问题”并梳理必要知识点。 教材第 44 页“问题”提示：行星运行的轨道为椭圆，近似为圆。 如果把行星的轨道当作圆处理，则行星到太阳的距离的三次方 r3 与 行星公转周期的平方 T2 的比值为定值，轨道是椭圆，则椭圆半长轴 的三次方 a3 与行星公转周期的平方 T2 的比值为定值。
[特别提醒] 开普勒行星运动定律不仅适用于行星，也适用于其 他天体，如绕某一行星运动的卫星。
【例 1】 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是( ) A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处 C．行星在椭圆轨道上绕太阳运动的过程中，其速度与行星和太 阳之间的距离有关，距离小时速度小，距离大时速度大 D．离太阳越近的行星运动周期越短
C [地球以太阳为中心转动是公认的事实，故 A 错误；各行星 都分别在以太阳为焦点，做椭圆运动，故 B 错误；由开普勒第三定 律Tr32＝k 可知：水星离太阳最近，则运动的周期最小，故 C 正确；月 球是地球的卫星，它绕地球一周需一个月的时间，故 D 错误。]
对开普勒行星运动定律的理解
如图所示是地球绕太阳公转及四季的 示意图，由图可知地球在春分日、夏至日、 秋分日和冬至日四天中哪一天绕太阳运动 的速度最大？哪一天绕太阳运动的速度最 小？
[跟进训练] 1．(对开普勒行星运动定律的理解)关于开普勒行星运动定律的 描述，下列说法中正确的是( ) A．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方 的比值都相等 B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上 C．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个 焦点上 D．行星绕太阳运动的速度大小不变
不同行星的轨道是不同的，可能相差很大
行星沿椭圆轨道运动靠近太阳时速度增 开普勒第 对速度大小
大，远离太阳时速度减小 二定律 的认识
近日点速度最大，远日点速度最小
定律 认识角度
理解
椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期
越长 开普勒第 对周期长短
该定律不仅适用于行星，也适用于其他天 三定律 的认识
体
常数 k 只与其中心天体有关
比值都相等，即Tr32＝k。
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。 (2)所有行星绕太阳运转的周期都是相等的。 (3)在中学阶段可认为地球围绕太阳做圆周运动。 (4)公式Ta32＝k 中的 a 可认为是行星的轨道半径。
(× ) (×) (√ )
(√ )
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高中物理人教版(新教材)必修第二册教学课件-第七章万有引力与宇宙航行万有引力定律(17张)-PPT优
G值的物理含义： 两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万
有引力为6.67×10-11 N
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 教学课 件：第 七章 万有引力与宇宙航行 第2节 万有引力定律 (共17张PPT)
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 教学课 件：第 七章 万有引力与宇宙航行 第2节 万有引力定律 (共17张PPT)
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6.已知月球的质量是地球的1/81，半 径是地球的1/3.8，那么同一个人在 月球上受到月球的万有引力是他在地 球上受到地球的万有引力的多少分之 一？
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 教学课 件：第 七章 万有引力与宇宙航行 第2节 万有引力定律 (共17张PPT)
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 教学课 件：第 七章 万有引力与宇宙航行 第2节 万有引力定律 (共17张PPT)
4.自然界中任意两物体之间都有万有引力，但是， 我们却一点都感觉不到周围物体对我们的万有 引力。这是为什么呢？
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 教学课 件：第 七章 万有引力与宇宙航行 第2节 万有引力定律 (共17张PPT)
5.某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为 使此物体受到的引力减小到四分之一F，应把此物
体置于距地面的高度为（R指地球半径)( A )
AR
B 2R
C 4R
D 8R
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有引力为6.67×10-11 N
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6.已知月球的质量是地球的1/81，半 径是地球的1/3.8，那么同一个人在 月球上受到月球的万有引力是他在地 球上受到地球的万有引力的多少分之 一？
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4.自然界中任意两物体之间都有万有引力，但是， 我们却一点都感觉不到周围物体对我们的万有 引力。这是为什么呢？
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5.某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为 使此物体受到的引力减小到四分之一F，应把此物
体置于距地面的高度为（R指地球半径)( A )
AR
B 2R
C 4R
D 8R
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新教材2023高中物理第七章万有引力与宇宙航行7.3万有引力理论的成就课件新人教版必修第二册
答案:C
6.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗 恒星称为双星.如图所示,某双星系统中A、B两颗恒星围绕它 们连线上的固定点O分别做匀速圆周运动,在运动中恒星A、 B的中心和O三点始终共线,下列说法正确的是( ) A.恒星A的角速度比恒星B的角速度小 B.恒星A的线速度比恒星B的线速度小 C.恒星A受到的向心力比恒星B受到的向心力小 D.恒星A的质量比恒星B的小 答案:D
小试身手 判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的 打“×”). 1.地球表面的物体所受的重力就是物体所受的万有力.( × ) 2.绕行星匀速转动的卫星,万有引力提供向心力.( √ ) 3.已知地球绕太阳运动的周期和地球到太阳的距离,可以计算 地球的质量.( × ) 4.利用月球绕地球转动,可求地球的质量.( √ )
答案:A做匀速圆周运动的向心力是由B对它的万有引力提 供的,B做匀速圆周运动的向心力是由A对它的万有引力提 供的.根据牛顿第三定律,A、B做匀速圆周运动的向心力大 小相等,方向相反,在同一条直线上.
2.A、B做匀速圆周运动的半径相等吗?
过程建构 双星模型的特点.
【典例3】宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”,它们以 二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,而不至于因为 万有引力的作用吸引到一起.设二者的质量分别为m1和m2,二 者相距为l,求: (1)双星的轨道半径之比; (2)双星的线速度之比; (3)双星的向心加速度之比.
量,俗称“借助外援法”,常见的情况如下表.
万有引力 提供向心力
中心天体 的质量
说明
r为行星(或卫星)的轨道半 径,v、ω、T分别为行星(或 卫星)的线速度、角速度和 周期
2.天体密度的计算.
【典例1】利用引力常量G和下列某一组数据,不能计算出地 球质量的是( ) A.地球的半径及表面重力加速度(不考虑地球自转) B.人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度及周期 C.月球绕地球做圆周运动的周期及轨道半径 D.地球绕太阳做圆周运动的周期及轨道半径
高中物理人教版(新教材)必修第二册教学课件-第七章万有引力与宇宙航行万有引力理论的成就(31张)-P
题组二 天体表面及离天体某高度处的重力加速度
题7 ［2019•安徽宿州高一期末］地球表面的重力 加速度为g，则离地面高度等于地球半径的地方， 重力加速度为（ ）
A.0.25g
B.0.5g
CM m.2g D.4g M m
R
h
2
R2
【解析】地面上方高h处： mg ′=G
，地面
上mg=G
，联立解得g′=0.25g。
“科学真是迷人。 根据零星的事实，增 添一点猜想，竟能赢 得那么多收获！”
➢ 天体质量的计算
思考：应用万有引力可算出地球的质量， 能否算出太阳的质量呢?
1、地球公转实际轨道是什么形状？为了解 决问题的方便，我们通常可以认为地球在绕 怎样的轨道做什么运动？
近似
➢天体质量的计算
2、地球作圆周运动的向心力是由什么力 提供的？
r
M
F
m
➢天体质量的
计算
F引 Fn
rM F
F引
G
Mm r2
Fn m2r
m
GMR2mm2r
地球公转角速度 ω 不能直接测 出,但我们知道 地球公转的周期
T
M
2r3
G
4 2r3 GT 2
（M与m无关）
➢天体质量的
计算
中心天 体M
环绕天 体m
求解思 环行天体的向心力由中心天体对其万有引力独家提供 路：
速度g地之比p g火∶g地等于（ p ）
q A. pq2 B.
q2
C.pq D.
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 教学课 件：第 七章万 有引力 与宇宙 航行 第3节万有引力理论的成就(共31张PP T)
高中物理人教版（2019新教材）必修 第二册 教学课 件：第 七章万 有引力 与宇宙 航行 第3节万有引力理论的成就(共31张PP T)
人教版高中物理必修第二册精品课件 第七章 万有引力与宇宙航行 03-3 万有引力理论的成就
第七章 万有引力与宇宙航行
3 万有引力理论的成就
学习目标
学科核心素养
1.了解万有引力定律在天文学中的重 物理观念：认识万有引力定律的科学成就，培
要应用。
养时空观点和相互作用观。
2.了解“称量”地球的质量、计算太阳 科学思维：理解运用万有引力定律处理天体问
的质量的基本思路，会用万有引力定 题的思路、方法，体会科学定律物体的引力
重力加速度
半径
二、计算天体的质量
.
.
万有引力
.
.
.
.
要点深化·提能力
D
要点二 天体密度的计算
√
A
要点三 发现未知天体
1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生_亚__当__斯___和法国年轻的天文学家_勒__维__耶___根据 天王星的观测资料，利用_万__有__引__力__定__律___计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月 23日，德国的_伽__勒___在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——_海__王__星___。 2.其他天体的发现：近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了_冥__王__星___、阋神星 等几个较大的天体。 3.哈雷彗星回归：英国天文学家哈雷计算出在1531年、1607年和1682年出现的三颗彗 星的轨道如出一辙，并预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为_7_6__年，还预言 它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近 一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。
律计算天体的质量，进而计算天体密 归纳总结、建立模型的能力与方法。
度。
科学态度与责任:培养仔细谨慎的科学态度和
3.认识万有引力定律的科学成就，进 勇敢研究的心理质量，领会物理学规律的简短
3 万有引力理论的成就
学习目标
学科核心素养
1.了解万有引力定律在天文学中的重 物理观念：认识万有引力定律的科学成就，培
要应用。
养时空观点和相互作用观。
2.了解“称量”地球的质量、计算太阳 科学思维：理解运用万有引力定律处理天体问
的质量的基本思路，会用万有引力定 题的思路、方法，体会科学定律物体的引力
重力加速度
半径
二、计算天体的质量
.
.
万有引力
.
.
.
.
要点深化·提能力
D
要点二 天体密度的计算
√
A
要点三 发现未知天体
1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生_亚__当__斯___和法国年轻的天文学家_勒__维__耶___根据 天王星的观测资料，利用_万__有__引__力__定__律___计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月 23日，德国的_伽__勒___在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星——_海__王__星___。 2.其他天体的发现：近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了_冥__王__星___、阋神星 等几个较大的天体。 3.哈雷彗星回归：英国天文学家哈雷计算出在1531年、1607年和1682年出现的三颗彗 星的轨道如出一辙，并预言这三次出现的彗星是同一颗星，周期约为_7_6__年，还预言 它将于1758年底或1759年初再次回归。1759年3月这颗彗星如期通过了近日点，它最近 一次回归是1986年，它的下次回归将在2061年左右。
律计算天体的质量，进而计算天体密 归纳总结、建立模型的能力与方法。
度。
科学态度与责任:培养仔细谨慎的科学态度和
3.认识万有引力定律的科学成就，进 勇敢研究的心理质量，领会物理学规律的简短
人教版高中物理必修二 《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件
√B.F 和 F′大小相等，是作用力与反作用力
C.F 和 F′大小相等，是同一个力
√D.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
第十六页，共三十五页。
解析 由于力的作用是相互的，则F′和F大小相等、方向相反，是作用力与反作用力，太阳对行
星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力，故正确答案为B、D.
根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力 F′∝mr2太 m太m
则行星与太阳间的引力 F∝ r2 m太m
写成等式 F＝ G r2 .
第六页，共三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ五页。
二 月—地检验
1.猜想：地球与月球之间的引力
m月m地 F＝G r2 ，根据牛顿第二定律
a
m地 月＝ F ＝ G r2
m月
.
地面上苹果自由下落的加速度
a
人教版高中物理必修二 《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT优秀课 件
科 目：物理
适用版本：人教版
适用范围：【教师教学】
第七章 万有引力与宇宙航行
第一页，共三十五页。
学习目标 1.知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普 勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式.
一 行星与太阳间的引力
行星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动.设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为
r.
天文观测测得行星公转周期为T，则
向心力
F＝mvr2＝
4π2 m T2 r
①
根据开普勒第三定律：Tr32＝k
②
由①②得：F＝4π2kmr2
③
m 由③式可知太阳对行星的引力 F∝ r2
第五页，共三十五页。
a月 ＝
C.F 和 F′大小相等，是同一个力
√D.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
第十六页，共三十五页。
解析 由于力的作用是相互的，则F′和F大小相等、方向相反，是作用力与反作用力，太阳对行
星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力，故正确答案为B、D.
根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力 F′∝mr2太 m太m
则行星与太阳间的引力 F∝ r2 m太m
写成等式 F＝ G r2 .
第六页，共三ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ五页。
二 月—地检验
1.猜想：地球与月球之间的引力
m月m地 F＝G r2 ，根据牛顿第二定律
a
m地 月＝ F ＝ G r2
m月
.
地面上苹果自由下落的加速度
a
人教版高中物理必修二 《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT优秀课 件
科 目：物理
适用版本：人教版
适用范围：【教师教学】
第七章 万有引力与宇宙航行
第一页，共三十五页。
学习目标 1.知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普 勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式.
一 行星与太阳间的引力
行星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动.设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为
r.
天文观测测得行星公转周期为T，则
向心力
F＝mvr2＝
4π2 m T2 r
①
根据开普勒第三定律：Tr32＝k
②
由①②得：F＝4π2kmr2
③
m 由③式可知太阳对行星的引力 F∝ r2
第五页，共三十五页。
a月 ＝
人教版(新教材)必修第二册教学课件-第七章万有引力与宇宙航行宇宙航行(42张)-PPT优秀课件
11.2km/s>v>7. 9km/s
课程目标
1．了解人造卫星的有关知识； 2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速 度； 3．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系； 4．了解地球同步卫星运转的规律．
三、人造卫星的运行规律
人造卫星受到地球的万有引力 人造卫星转动需要有向心力
F万=F向
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
即同步卫星轨 道平面与地球赤道 平面重合。
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
3、关于地球同步卫星的六个“一定”
另外：卫星在空中只受到地球的万有引力
F合=F万 F合=ma
结论：卫星半径r一定，则卫星的加速度也固定了 静态规律 ：r懂、其v、中w一、个T，、可a这求五另个外量四，个
总结：
动态规律：越远越慢, 转一圈时间越长
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
1.在地球上，卫星的最小发射速度 2.地球的第一宇宙速度
3.贴着地球表面（附近）转动的速度
4.所有卫星在空中转动的最大环绕速度
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
课程目标
1．了解人造卫星的有关知识； 2．知道三个宇宙速度的含义，会推导第一宇宙速 度； 3．理解卫星的运行速度与轨道半径的关系； 4．了解地球同步卫星运转的规律．
三、人造卫星的运行规律
人造卫星受到地球的万有引力 人造卫星转动需要有向心力
F万=F向
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
即同步卫星轨 道平面与地球赤道 平面重合。
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
3、关于地球同步卫星的六个“一定”
另外：卫星在空中只受到地球的万有引力
F合=F万 F合=ma
结论：卫星半径r一定，则卫星的加速度也固定了 静态规律 ：r懂、其v、中w一、个T，、可a这求五另个外量四，个
总结：
动态规律：越远越慢, 转一圈时间越长
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
1.在地球上，卫星的最小发射速度 2.地球的第一宇宙速度
3.贴着地球表面（附近）转动的速度
4.所有卫星在空中转动的最大环绕速度
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
人教版（2019新教材）必修第二册教 学课件 ：第七 章 万有引力与宇宙航行 第4节 宇宙航行 (共42张PPT)
人教版高中物理必修第二册精品课件 第七章 万有引力与宇宙航行 02-2 万有引力定律
1.两个理想化模型 （1）匀速圆周运动模型：由于太阳系中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。 （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。
2.太阳对行星的引力 （1）推导
[解析] 托勒密提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心，所有行星都是绕地球做圆周 运动，故A错误；开普勒通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律，故B错 误；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什通过实验测出了万有引力常量，故C错误； 牛顿通过月—地检验，证明了地面物体所受地球的引力和天体间引力遵循点二 万有引力定律 知识必备·固基础
连线
3.适用条件
质点
引力常量
两球心
牛顿 卡文迪什
万有引力的四个特性
要点深化·提能力
特性
内容
万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间,宇宙间任何两个有质量 普遍性
的物体之间都存在着这种相互吸引的力
两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力,总是满足大小 相互性
式。 科学态度与责任：通过了解牛顿在前人的基
3.理解万有引力定律的内容、表达式及 础上发现万有引力的思想过程，体会科学研
适用范围，知道引力常量，能应用万 究的长期性、连续性及艰巨性。
有引力公式解答相关问题。
要点一 对太阳与行星间引力的理解 知识必备·固基础
匀速圆周 向心力
完全相当
要点深化·提能力
3.行星对太阳的引力
4.行星与太阳间的引力
例题1 [2022江苏扬州月考]许多科学家在物理学发展过程中作出了重要贡献，下列表 述正确的是( D ) A.托勒密提出日心说，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动 B.第谷通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律 C.开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律 D.牛顿通过月—地检验，证明了地面物体所受地球的引力和天体间引力遵循相同的规律
2.太阳对行星的引力 （1）推导
[解析] 托勒密提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心，所有行星都是绕地球做圆周 运动，故A错误；开普勒通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律，故B错 误；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什通过实验测出了万有引力常量，故C错误； 牛顿通过月—地检验，证明了地面物体所受地球的引力和天体间引力遵循点二 万有引力定律 知识必备·固基础
连线
3.适用条件
质点
引力常量
两球心
牛顿 卡文迪什
万有引力的四个特性
要点深化·提能力
特性
内容
万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间,宇宙间任何两个有质量 普遍性
的物体之间都存在着这种相互吸引的力
两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力,总是满足大小 相互性
式。 科学态度与责任：通过了解牛顿在前人的基
3.理解万有引力定律的内容、表达式及 础上发现万有引力的思想过程，体会科学研
适用范围，知道引力常量，能应用万 究的长期性、连续性及艰巨性。
有引力公式解答相关问题。
要点一 对太阳与行星间引力的理解 知识必备·固基础
匀速圆周 向心力
完全相当
要点深化·提能力
3.行星对太阳的引力
4.行星与太阳间的引力
例题1 [2022江苏扬州月考]许多科学家在物理学发展过程中作出了重要贡献，下列表 述正确的是( D ) A.托勒密提出日心说，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动 B.第谷通过对天体运动的长期研究，发现了行星运动三定律 C.开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律 D.牛顿通过月—地检验，证明了地面物体所受地球的引力和天体间引力遵循相同的规律
新教材人教版高中物理必修第二册第七章万有引力与宇宙航行 精品教学课件
律。 ( √ )
(3)由于天体间距离很远,在研究天体间的引力时可以将它们视为质点。( √ )
(4)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。 ( × )
(5)月球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力提供的。
( √)
(6)地球对月球的引力与地面上的物体所受的地球的引力是两种不同性质
的力。 ( × )
知识点一 对太阳与行星间的引力的理解 1.两个理想化模型:在公式F=G Mm 的推导过程中,我们用到了两个理想化
r2
模型。
(1)由于太阳系中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。
(2)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
【解析】选A、D。冬至日前后,地球位于近日点附近,夏至日前后地球位于远日 点附近,由开普勒第二定律可知近日点速率最大,选项A正确,B错误。春夏两季平 均速率比秋冬两季平均速率小,又因所走路程基本相等,故春夏两季时间长。春 夏两季一般在186天左右,而秋冬两季只有179天左右,选项C错误,D正确。
知识点二 开普勒第三定律的应用 1.适用范围:天体的运动可近似看成匀速圆周运动,开普勒第三定律既适用于做 匀速圆周运动的天体,也适用于做椭圆运动的天体。 2.用途: (1)知道了行星到太阳的距离,就可以由开普勒第三定律计算或比较行星绕太阳 运行的周期。反之,知道了行星的周期,也可以计算或比较其到太阳的距离。 (2)知道了彗星的周期,就可以由开普勒第三定律计算彗星轨道的半长轴长度, 反之,知道了彗星轨道的半长轴也可以求出彗星的周期。 (3)近似处理:由于行星的椭圆轨道都跟圆近似,在近似计算中可以认为行星都 以太阳为圆心做匀速圆周运动。
人教版高中物理必修第二册精品课件 第7章 万有引力与宇宙航行 4 宇宙航行 (3)
2.(多选)如图所示的圆1、2、3,其圆心均在地球自转轴线上,2、
3的圆心与地心重合,2所在平面与地球自转轴线垂直,对环绕
地球做匀速圆周运动的卫星而言(
)
A.卫星的轨道可能为1
B.卫星的轨道可能为2
C.卫星的轨道可能为3
D.静止卫星的轨道一定为与2共面的
某一同心圆
答案:BCD
解析:物体做匀速圆周运动时,物体所受的合力方向一定要指
知识概览
课前•基础认知
一、宇宙速度
宇宙速度 数值
意义
第一宇
卫星在地球表面附近绕地球做
宙速度
第二宇
宙速度
第三宇
宙速度
7.9
11.2
16.7
km/s
km/s
km/s
圆周
匀速
运动的速度
使卫星挣脱
地球 引力束缚的最小
地面发射速度
使卫星挣脱
地面发射速度
太阳 引力束缚的最小
微判断1.发射人造地球卫星需要足够大的速度。( √ )
运动 而不再落回地面,成
为一颗人造地球卫星(如图甲所示)。
(2)发射过程简介。
如图乙所示,发射人造地球卫星,一般使用三级火箭。
2.动力学特点。
一般情况下可认为人造卫星绕地球做 匀速圆周
向心力由地球对它的 万有引力 提供。
运动,其
3.人造地球卫星。
(1)1957年10月4日, 世界上 第一颗人造地球卫星发射成
2.绕地球做圆周运动的人造卫星的速度可以是10 km/s。
( × )
3.在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s。
( √ )
4.要发射一颗人造月球卫星,在地面的发射速度应大于16.7
高中物理人教版(2019新教材)必修第二册：第七章 万有引力与宇宙航行 第1节 行星的运动 PPT(共26张)
3、所天有王行星星轨道28半8径2.的3 三次方28跟7它9.1的公转周 期的二海次王方星的比4值5都23相.9等。 4523.8
小结
一、地心说与日心说
地球是中心→太阳是中心→宇宙无限 （科学精神推动了认识发展）
二、行星运动定律
1、轨道定律：椭圆 2、面积定律:
3、周期定律： a3/ T2 =k
（K是一个只与中心天体有关的物理量）
三、行星运动的近似处理
达标自测
1、在太阳系中，有八大行星绕太阳运行，它 们绕太阳运行一周所用的时间最短的是水星，最 长的是 海。王星
达标自测
2、关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的 是A( ．D所)有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运 动
B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中 心处
C．离太阳越近的行星的运动周期越长 D．所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周 期的二次方的比值都相等
1.881 11.862 29.457
到太阳距离 a 0.387 0.723
1
1.524 5.203
9.539
计算机运算分析
T∝a1.5→T∝a3/2→T2∝a3→a3/T2=k
1.古人对行星运动的探索
远古
140
1543
1546
1600
天圆地方
托勒密 地心说
哥白尼 日心说
第谷
出生
开普勒 任第谷助手
开普勒 第一定律 第二定律
1609
开普勒 第三定律
1619
2、开普勒行星运动定律
第三定律：所有行星的椭圆轨道的半长轴的三
次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。
地球
(周期定律)
F
F
半长轴