万有引力定律
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
万有引力定律万有引力定律是牛顿于1687年提出的一条基本物理定律，描述了任何两个物体之间相互作用的引力力量。
它在物理学中占据着重要的地位，不仅解释了地球、行星和恒星等天体的运动规律，还有助于我们理解宇宙的起源和演化。
本文将介绍万有引力定律的基本原理、应用以及相关的重要概念。
一、基本原理万有引力定律基于牛顿的第一和第二定律，描述了物体之间引力的作用和相互关系。
根据该定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
具体表达式为：F =G * (m1 * m2) / r^2其中，F表示物体之间的引力，G为万有引力常量，m1和m2分别为两个物体的质量，r为它们之间的距离。
这个定律揭示了物体之间引力的本质，无论是地球上的物体还是宇宙中的星体，都会受到引力的相互作用。
二、应用实例万有引力定律广泛应用于各个领域，包括天文学、航天工程、地理学等。
以下是一些以万有引力定律为基础的实际应用：1. 星体运动和行星轨道：万有引力定律解释了行星绕太阳的运动规律。
根据定律，行星受太阳引力的作用，沿着椭圆轨道绕太阳运动。
这也适用于其他星球和卫星等天体的运动。
2. 人造卫星轨道设计：在航天工程中，万有引力定律用于计算和预测人造卫星的轨道。
通过合理地选择轨道高度和速度，使卫星能够保持稳定轨道并完成其任务。
3. 地球重力和物体的自由落体：地球的引力场是万有引力定律在地球上的具体表现。
根据定律，物体在地球表面上自由落体时将受到地球的引力加速度作用，加速度约为9.8米/秒^2。
4. 天体测量和天文学研究：通过观测天体之间的引力相互作用，科学家可以测量它们的质量、距离和运动速度。
这对于研究宇宙的结构、演化和宇宙学参数的确定至关重要。
三、相关概念在理解万有引力定律时，还需要了解一些相关概念：1. 万有引力常量(G)：它是连接引力与质量和距离的比例因子，其值为6.67430(15) × 10^-11 m^3·kg^-1·s^-2。
万有引力定律知识点
万有引力定律知识点万有引力定律（Universal Law of Gravitation）是牛顿在1687年发表的《自然哲学的数学原理》（Principia Mathematica Philosophiae Naturalis）中提出的重要物理定律之一、该定律描述了任何两个物体之间存在的引力。
1.引力的定义2.引力公式根据万有引力定律，两个物体之间的引力可以用以下的公式来表示：F=G*(m1*m2)/r^2其中，F是两个物体之间的引力，G是一个常量，被称为万有引力常量，m1和m2分别表示两个物体的质量，r表示两个物体之间的距离。
3.万有引力常量4.引力的力学效应根据牛顿的第三定律，两个物体之间的引力大小相等，方向相反。
这意味着，一个物体对另一个物体施加的引力与另一个物体对第一个物体施加的引力大小相等。
根据万有引力定律，如果其中一个物体的质量增加，或者两个物体之间的距离缩小，引力将增大。
相反，如果其中一个物体的质量减小，或者两个物体之间的距离增加，引力将减小。
5.引力的运动效应根据万有引力定律，任何两个物体之间的引力不仅存在于静止状态下，还会影响它们的运动。
根据万有引力定律，如果两个物体之间存在引力，它们将相互吸引并朝向彼此移动。
这就是为什么我们在地球上可以感受到重力，因为地球对我们施加引力，将我们拉向地面。
6.引力的应用万有引力定律在多个领域都有广泛的应用。
在天文学和宇宙物理学中，它被用来解释天体之间的运动和行星、卫星轨道的形成。
在生物学和运动力学中，它被用来研究运动物体之间的相互作用和力的平衡。
在工程学中，它被用来计算和设计建筑物结构的稳定性和地震活动的影响。
7.万有引力定律的限制万有引力定律是牛顿提出的近似定律，适用于中等大小的物体和相对较小的距离。
当涉及到极端条件，如黑洞或超大质量天体时，它的适用性会受到限制。
在这些极端条件下，需要使用更复杂的理论，如爱因斯坦的广义相对论来描述引力。
万有引力定律及其应用
万有引力定律及其应用万有引力定律是物理学中最基本的定律之一，描述了物体之间相互作用的力，被广泛应用于天体运动、地球运行、航天探索等领域。
本文将介绍万有引力定律的定义与公式，并探讨其在宇宙学、卫星运行和导航系统中的应用。
一、万有引力定律的定义和公式万有引力定律是由艾萨克·牛顿于1687年提出的，它描述了两个物体之间的引力大小与它们的质量及距离的关系。
牛顿的万有引力定律可以用以下公式表示：F =G * (m1 * m2) / r^2其中，F表示两个物体之间的引力，G是万有引力常数，m1和m2分别是两个物体的质量，r是它们之间的距离。
二、万有引力定律在宇宙学中的应用万有引力定律在宇宙学中起着重要作用。
根据该定律，行星围绕太阳运行，卫星绕地球运行，这是因为太阳和地球对它们产生了引力。
通过牛顿的定律，科学家们能够计算出天体之间的引力，从而预测它们的运动轨迹和相互作用。
世界各个国家的航天探索也依赖于万有引力定律。
比如，计算出行星和卫星的运动轨迹，对航天器进行准确的发射和着陆，都需要准确地应用万有引力定律。
此外，万有引力定律还促进了科学家对宇宙的进一步研究，帮助他们了解天体的形成和宇宙演化的规律。
三、万有引力定律在卫星运行中的应用卫星是应用万有引力定律的典型实例。
通过牛顿定律计算引力，可确定卫星轨道的稳定性和运行所需的速度。
在卫星发射前，科学家需要根据卫星要达到的轨道高度和地球质量计算出所需的发射速度，确保卫星能够稳定地绕地球运行。
此外，卫星之间也需要遵循万有引力定律的规律。
卫星在轨道上的相对位置和轨道调整都受到引力的影响。
科学家利用牛顿定律的公式，预测卫星之间的相对运动，确保卫星不会相互碰撞，从而保证卫星系统的正常运行。
四、万有引力定律在导航系统中的应用导航系统是现代社会不可或缺的一部分，而万有引力定律在导航系统中也发挥着关键作用。
通过利用地球的引力场，导航系统能够计算出接收器的位置和速度。
卫星导航系统如GPS（全球定位系统）就是基于万有引力定律工作的。
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1. 引力公式
万有引力定律公式：F = G(m1m2/r²)
其中，
F：两个物体之间的引力；
G：万有引力常量，约等于6.67×10^-11 N·m²/kg²；
m1、m2：分别为两个物体的质量；
r：为两个物体之间的距离。
2. 圆周运动公式
万有引力定律公式也可以用来描述行星绕太阳的圆周运动，其公式为：
F = m*v²/r = G(m1m2/r²)
其中，
m：为行星的质量；
v：为行星绕太阳的线速度；
r：为行星到太阳的距离；
m1、m2：分别为行星和太阳的质量。
3. 行星运动周期公式
行星绕太阳的运动周期公式为：
T² = (4π²r³)/(GM)
其中，
T：为行星绕太阳一周的时间；
r：为行星到太阳的距离；
M：为太阳的质量；
G：万有引力常量。
4. 轨道速度公式
行星绕太阳的轨道速度公式为：v = (GM/r)¹/²
其中，
v：为行星绕太阳的速度；
r：为行星到太阳的距离；
M：为太阳的质量；
G：万有引力常量。
5. 天体自转周期公式
天体自转周期公式为：
T = 2π(r/v)
其中，
T：为天体的自转周期；
r：为天体的半径；
v：为天体表面的线速度。
以上就是万有引力定律公式大全，每一项公式都有其具体的物理含义和数学表达式，对于物理学或天文学研究者或爱好者都有着极高的参考价值。
万有引力定律
万有引力定律万有引力定律（Universal Law of Gravitation）是由英国物理学家艾萨克·牛顿（Isaac Newton）在17世纪末提出的一套基本理论。
该定律描述了质点间相互作用的引力，并成为了经典物理表达引力的基础，直到爱因斯坦在20世纪提出了相对论，引力被重新解释为时空弯曲的结果。
万有引力定律是牛顿力学的基石之一，对于理解宇宙和物理现象起到了重要作用。
根据万有引力定律，任何两个物体之间都存在着相互吸引的力，这种力的大小与两个物体的质量成正比，与距离的平方成反比。
具体来说，如果两个物体的质量分别为m1和m2，它们之间的距离为r，那么它们之间的引力F可以用下式表示：F =G * (m1 * m2) / r^2其中，G是一个常数，被称为万有引力常数。
万有引力常数的值约为6.67430 × 10^(-11) N·(m/kg)^2。
通过万有引力定律，我们可以解释许多自然界中的现象。
例如，地球对物体的吸引力就可以用该定律来描述。
在我们日常生活中，我们经常可以观察到物体受重力作用的例子，比如当我们将一颗苹果从树上摘下来时，它会受到地球的引力作用而落到地上。
除了解释地球上的现象外，万有引力定律还能帮助我们了解宇宙的结构和运动。
根据这一定律，行星之间的引力决定了它们的轨道形状和运动方式。
例如，地球绕太阳运动的轨道是椭圆形，而不是圆形。
这是因为太阳对地球的引力是向心力，使得地球绕着它进行椭圆轨道运动。
万有引力定律还可以解释天体运动中的其他现象，如月球绕地球运动和天体潮汐现象等。
通过对质点的引力相互作用的研究，科学家们不仅能够解释这些现象，还能够对它们进行精确的预测和推断。
尽管牛顿的万有引力定律在描述常见物体之间的引力时非常准确，但它在描述高速运动和极强引力场下的引力时有一些局限性。
在这些情况下，爱因斯坦的广义相对论理论会更加适用。
广义相对论认为引力是由物体在时空中弯曲而产生的，可以更准确地描述引力的行为。
万有引力定律
万有引力定律万有引力定律是牛顿在17世纪提出的一项重要物理定律，它揭示了物体之间的引力相互作用规律。
本文将从定律的内容、应用及历史背景等方面进行探讨，以便更好地理解和应用这一定律。
一、定律内容万有引力定律可以简述为：两个物体之间的引力大小与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
具体表达为：F =G * (m1 * m2) / r^2其中F表示物体之间的引力大小，G为一个恒定值，m1和m2分别是两个物体的质量，r为它们之间的距离。
该定律揭示了物体间引力的本质，即所有物体之间都存在一种相互吸引的力。
不论是天体间的引力，还是地球上物体的引力，都可以用这个定律来描述和计算。
二、应用1. 行星运动万有引力定律为解释行星运动提供了基础。
根据该定律，行星绕太阳运动的轨道是椭圆形，太阳位于椭圆焦点的一个焦点上。
同时，行星离太阳的距离越近，引力越大，行星运动的速度就越快。
2. 飞行物体轨迹万有引力定律也可用于描述飞行物体的轨迹。
例如，火箭发射后离地球越远，引力越小，轨迹就会变成抛物线或者双曲线。
同时，不同行星对飞船的引力大小也会影响其轨迹，这在宇宙探索中具有重要意义。
3. 重力加速度万有引力定律也可用于计算地球上物体的重力加速度。
地球的质量和半径已知的情况下，可以根据定律计算物体在地球表面上的重力加速度。
这对于研究物体在不同引力环境下的运动具有重要意义。
三、历史背景万有引力定律的提出是在牛顿看到苹果从树上落下的时候。
他开始思考为什么苹果会落下，而不是飘浮在空中。
通过对地球上物体运动的观察和测量，牛顿总结出了万有引力定律，并将其公式化。
万有引力定律的提出对于现代物理学的发展起到了重要作用。
它不仅解释了行星运动和地球上物体的重力现象，还为后来的科学家提供了探索宇宙的基本法则。
同时，该定律也激发了更多关于引力和宇宙起源的研究。
结论万有引力定律是牛顿物理学的重要组成部分，它揭示了物体间引力相互作用的规律。
通过应用该定律，我们可以解释和预测宇宙中各种物体间的相互作用。
万有引力定律
万有引力定律编辑本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。
[1] 万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适的万有引力定律表示如下：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。
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。
中文名万有引力定律外文名Law of universal gravitation 表达式F=(G×M₁×M₂)/R²提出者艾萨克·牛顿提出时间1687年应用学科数学、自然哲学、物理学、自然学等适用领域范围物理学、自然学等推理依据编辑伽利略在1632年实际上已经提出离心力和向心力的初步想法。
布里阿德在1645年提出了引力平方比关系的思想.牛顿在1665～1666年的手稿中，用自己的方式证明了离心力定律，但向心力这个词可能首先出现在《论运动》的第一个手稿中。
一般人认为离心力定律是惠更斯在1673年发表的《摆钟》一书中提出来的。
根据1684年8月～10月的《论回转物体的运动》一文手稿中，牛顿很可能在这个手稿中第一次提出向心力及其定义。
万有引力与相作用的物体的质量乘积成正比，是发现引力平方反比定律过渡到发现万有引力定律的必要阶段.·牛顿从1665年至1685年，花了整整20年的时间，才沿着离心力—向心力—重力—万有引力概念的演化顺序，终于提出“万有引力”这个概念和词汇。
·牛顿在《自然哲学的数学原理》第三卷中写道：“最后，如果由实验和天文学观测，普遍显示出地球周围的一切天体被地球重力所吸引，并且其重力与它们各自含有的物质之量成比例，则月球同样按照物质之量被地球重力所吸引。
另一方面，它显示出，我们的海洋被月球重力所吸引；并且一切行星相互被重力所吸引，彗星同样被太阳的重力所吸引。
由于这个规则，我们必须普遍承认，一切物体，不论是什么，都被赋与了相互的引力（gravitation）的原理。
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③意义： （1）验证了万有引力定律是正确的； （2）使得万有引力定律有了真正的实际意义。
计算两个质量分布均匀的球体，m=50kg
相距0.5m时，两球体间的引力是多少？
F
G
m1m2 r2
6.67
1011
50 50 0.52
N
6.67 107 N
万有引力定律
一、月—地检验
1. 目的：得出月—地、地—地间的作用力 也满足“平方反比”定律。
2.过程：若同性质力
a月
1g 3600
事实
a月
4 2
T2
r地月
3.结论：性质相同
相等
4.意义：推广为万有引力定律
2.表达式：
F
G
m1m2 r2
其中，G为引力常量。
3.万有引力定律适用的条件
①严格地说，万有引力定律只适用于 质点间的相互作用，其中r为两物体质心 间的距离。
②对两个质量分布均匀的球体间相互 作用，也可用此定律来计算。此时，r是 两个球体球心间的距离。
4. 引力常量的测量
卡文迪许实验室
卡文迪许
①数值： G=6.67×10-11 Nm2/kg2 ②G值的物理含义：两个质量为1kg的物体相距1m
2．关于万有引力定律的适用范围，下列说法
中正确的有( D )
A．只适用于天体，不适用于地面的物体 B．只适用于球形物体，不适用于其他形状的 物体
C ．只适用于质点，不适用于实际物体 D．适用于自然界中任何两个物体之间
3．关于万有引力的说法，正确的有( BC ) 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 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=Gm1m2/r2中的G是一个比例常数，是 没有单位的
4．某实心均匀球半径为R，质量为M，在球 外壳离球面h高处有一质量为m的质点，则其万有 引力大小为( B )
A．GMm／R2 B．GMm/(R+h)2 C．GMm／h2 D．GMm／(R2+h2)
5．有两个大小相同的实心小铁球，它们紧靠
在一起时，相互之间的万有引力为F，若换成两个
半径为原来2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们
r地月
3.结论：性质相同
相等
4.意义：推广为万有引力定律
二、万有引力定律：
自然界中任何两个物体都相互吸引，方向在它们
的连线上，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成 正比，跟它们的距离的平方成反比。
F
G
m1m2 r2
引力常数G ＝ 6.67×10－11 N·m2／kg2
适用条件： ①适用于两个质点间的相互作用。 ②对两个质量分布均匀球体也适用。
之间的万有引力是( D )
A．2F
B．4F
C．8F
D．16F
6. 要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法
可采用的是（ ABC ）
A. 使两个物体质量各减小一半，距离不变 B. 使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变 C. 使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变 D. 距离和两物体质量都减小为原来的1/4
1.
对于万有引力定律的表达式 F
下面说法中正确的是( AC
G
)
m1m2 r2
A．公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是
人为规定的 B．当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C．m1 与 m2 受到的引力总是大小相等的，与 m1、m2 是否相等无关 D．m1 与 m2 受到的引力总是大小相等、方向相反的， 是一对平衡力
式中：
a月
4 2
T2
r地月
27.3
ห้องสมุดไป่ตู้4 2
24
36002
3.85108
m
/
s2
2.7 103 m / s2
a理论 a测量
计算结果与我们预期符合较好， 说明牛顿的猜测是正确的。
板 书
二、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
质量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成 反比。
种力呢？
一、月—地检验
地球对地面上物体的引力
G
M 地m物 r地 2
m物a物
m物g
地球对月球的引力
G
M 地m月 r地月 2
m月a月
则
a月
r地 r地月
2
g
1 9.8 3600
m/
s2
2.7103m /
s2
月球的公转周期T=27.3天，地球与月球相距
r地月 3.85108m，将数据代入到向心加速度公
3.56×1022N非常大，能够拉断直径为9000km的钢柱。
而太阳对质量为50kg的人，引力很小，不到 0.3N。当然我们感受不到太阳的引力。
万课有堂引小力定结律
一、月—地检验
1. 目的：得出月—地、地—地间的作用力 也满足“平方反比”定律。
2.过程：若同性质力
a月
1 3600
g
事实
a月
4 2
T2
只有一粒芝麻重力的几千分之一!!!
太阳与地球之间的万有引力又有多大呢？
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 1011 2.0 1030 6.0 1024
1.5 1011
N
3.561022 N
绥化一中物理组
主讲教师：张婷婷 指导教师：王文莉
知识回顾：
太阳与行星间的引力：
Mm F G r2
G是比例系数，与太阳，行星无关。
苹
设想
果
落
拉住月球使它 围绕地地球球使运树动上的的力苹，
地
果与下拉落着的苹力果，下与落太的阳、
地力球，之以间及的太吸阳引与力地是
不球是、同众一行种星力之呢间？的
作用力是不是是一