万有引力定律(优质课3.28)
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万有引力定律精品课件完整版精品课件一、教学内容本节课我们将学习普通高中物理必修2第三章《万有引力定律》的相关内容。
具体涉及教材第三章第1节至第3节，详细内容包括万有引力定律的发现历程、定律表述及公式推导、万有引力常量的测定以及万有引力定律在天文学上的应用等。
二、教学目标1. 让学生了解万有引力定律的发现过程，理解万有引力定律的基本原理。
2. 掌握万有引力定律的数学表达式，能运用其解决实际问题。
3. 了解万有引力常量的测定方法，理解其物理意义。
三、教学难点与重点重点：万有引力定律的发现过程、数学表达式、应用。
难点：万有引力定律的公式推导，万有引力常量的测定。
四、教具与学具准备1. 教具：地球仪、天平、计算器、PPT课件。
2. 学具：笔记本、教材、计算器。
五、教学过程1. 引入新课：通过展示地球与月球相互吸引的动画，让学生初步认识万有引力现象，激发学习兴趣。
2. 讲解万有引力定律的发现历程：以牛顿的苹果故事为切入点，介绍万有引力定律的发现过程。
3. 讲解万有引力定律的数学表达式：通过PPT展示公式推导过程，引导学生理解万有引力定律的基本原理。
4. 实践情景引入：设置地球与月球之间的万有引力问题，让学生运用公式计算。
5. 例题讲解：讲解地球与月球之间的万有引力计算方法，引导学生掌握如何运用公式解决实际问题。
6. 随堂练习：布置相关练习题，让学生巩固所学知识。
7. 讲解万有引力常量的测定：介绍卡文迪许实验，解释万有引力常量的物理意义。
六、板书设计1. 万有引力定律的发现历程2. 万有引力定律的数学表达式3. 万有引力常量的测定方法4. 应用举例七、作业设计1. 作业题目：（1）根据万有引力定律，计算地球与月球之间的引力。
（2）已知地球半径、地球质量，计算地球表面的重力加速度。
2. 答案：（1）F = G Mm Me / r^2（2）g = G Me / R^2八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课通过生动的实例引入，激发了学生的学习兴趣，讲解了万有引力定律的基本原理和数学表达式，使学生对万有引力定律有了较为深刻的认识。
最新高中物理《万有引力定律》精品公开课PPT课件
（2）开普勒时代的人们对天体运动原因的看法与古代人的看法是 否相同？ 答：不同！有动因，产生了好多种不同的解释。
（3）伽利略认为原因是什么？ 答：合并的趋势。
（4）开普勒认为原因是什么？ 答：磁力的作用。
（5）笛卡儿的观点又是什么？ 答：旋转的物质（以太）的作用。
（6）牛顿时代的人持什么观点？ 答：太阳的引力作用，并证明了在圆形轨道的前提下这个引力 大小跟行星到太阳距离二次方成反比。
（1）万有引力定律的内容是什么？
答：内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小
跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成 反比。
（2）万有引力定律的数学表达式是什么？
答：如果用m1，m2表示两物体的质量，用r表示两物体间的距离， 那么万有引力定律可以表示为
F
G
m1m2 r2
小结
• 本节重点是万有引力定律的内容:表达式和适用条件,难点 是万有引力定律的应用。
• 万有引力定律是牛顿在开普勒、胡克、哈雷等人观察分析 的基础上，通过合理猜测,科学抽象及逻辑推理形成的，又 经过实验验证(下节我们将学习)得到完善，是观察、实验、 科学抽象、逻辑推理等自然科学研究方法的集中体现。
回顾——开普勒三定律
• 第一定律：行星围绕太阳运转的轨道都是椭圆， 太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
——椭圆轨道定律
• 第二定律：对每一个行星而言，太阳和行星的连 线在相等的时间内扫过相等的面积。
——面积定律
• 第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟 公转周期平方的比值都相等，
即： r3 T2 k
（3）引力常量G是怎样规定的？
答：引力常量G适用于任何两个物体，它在数值上等于两个质量 都是1kg的物体相距1m时相互作用力的大小，其标准值为：
（3）伽利略认为原因是什么？ 答：合并的趋势。
（4）开普勒认为原因是什么？ 答：磁力的作用。
（5）笛卡儿的观点又是什么？ 答：旋转的物质（以太）的作用。
（6）牛顿时代的人持什么观点？ 答：太阳的引力作用，并证明了在圆形轨道的前提下这个引力 大小跟行星到太阳距离二次方成反比。
（1）万有引力定律的内容是什么？
答：内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小
跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成 反比。
（2）万有引力定律的数学表达式是什么？
答：如果用m1，m2表示两物体的质量，用r表示两物体间的距离， 那么万有引力定律可以表示为
F
G
m1m2 r2
小结
• 本节重点是万有引力定律的内容:表达式和适用条件,难点 是万有引力定律的应用。
• 万有引力定律是牛顿在开普勒、胡克、哈雷等人观察分析 的基础上，通过合理猜测,科学抽象及逻辑推理形成的，又 经过实验验证(下节我们将学习)得到完善，是观察、实验、 科学抽象、逻辑推理等自然科学研究方法的集中体现。
回顾——开普勒三定律
• 第一定律：行星围绕太阳运转的轨道都是椭圆， 太阳处在所有椭圆的一个焦点上。
——椭圆轨道定律
• 第二定律：对每一个行星而言，太阳和行星的连 线在相等的时间内扫过相等的面积。
——面积定律
• 第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟 公转周期平方的比值都相等，
即： r3 T2 k
（3）引力常量G是怎样规定的？
答：引力常量G适用于任何两个物体，它在数值上等于两个质量 都是1kg的物体相距1m时相互作用力的大小，其标准值为：
最新万有引力定律ppt课件
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
牛顿的猜想：
苹果与月亮受到的力 可能是同一种力!
可能是地球表面的重 力延伸到月亮。
而且都是类似太阳与 行星间的引力，它们都 应遵从“与距离的二次 方成反比”的关系。
课堂练习
1. 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
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
万有引力定律的验证
哈雷彗星回归预测
哈雷彗星
1682 年8 月出现 1758 年12 月25 日晚回归
哈雷
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
知 识 回
太阳与行星间的引力 火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去
古人 观点
牛顿 思考
理论 演算
总结 规律
顾
建模
理想化
m
F
G
Mm r2
F
类比
r2
FM r2
万有引力定律(课件)
万有引力定律由艾萨克·牛顿提出，其公式为F=G(m1m2)/r²，其中F表示两个质点 之间的万有引力，G为自然界的常量，m1和m2分别为两个质点的质量，r为两个质 点之间的距离。
适用范围
总结词
万有引力定律适用于任何两个质点之间的相互作用，无论是 在地球上还是在宇宙空间中。
详细描述
万有引力定律适用于任何两个有质量的物体，无论它们是否 为质点，也无论它们之间的距离是远是近。在地球上，它解 释了物体之间的重力作用，而在宇宙空间中，它决定了行星 、恒星和其他天体之间的运动规律。
月球运动
月球运动是另一个验证万有引力定律的实例。月球绕地球 做匀速圆周运动，其向心加速度与地球质量成正比，与月 球轨道半径的平方成反比，这与万有引力定律的预测相符 。
通过观察月球的运动，还可以发现其轨道运动受到其他天 体的影响，如太阳和行星的引力扰动。这些扰动效应也可 以用万有引力定律来解释和预测。
运动定律的结合
牛顿将万有引力定律与自己先前提出的运动定律相结合，构建了经典力学的基 本框架，为后来的物理学发展奠定了基础。
与其他力的区别
01
02
03
非接触力
万有引力是一种非接触力， 即两个不接触的物体之间 也存在引力作用。
无限范围
万有引力的作用范围是无 限的，即它不受物体之间 的距离限制，始终存在。
ERA
历史背景
古代天文学观察
古代天文学家通过对天体的观察 ，发现行星和卫星的运动轨迹与 地面的物体不同，这为万有引力 定律的发现奠定了基础。
科学革命
17世纪的科学革命为万有引力定 律的发现提供了重要的思想背景 ，如开普勒的行星运动三定律和 伽利略的自由落体运动研究等。
牛顿的贡献
引力定律的提出
适用范围
总结词
万有引力定律适用于任何两个质点之间的相互作用，无论是 在地球上还是在宇宙空间中。
详细描述
万有引力定律适用于任何两个有质量的物体，无论它们是否 为质点，也无论它们之间的距离是远是近。在地球上，它解 释了物体之间的重力作用，而在宇宙空间中，它决定了行星 、恒星和其他天体之间的运动规律。
月球运动
月球运动是另一个验证万有引力定律的实例。月球绕地球 做匀速圆周运动，其向心加速度与地球质量成正比，与月 球轨道半径的平方成反比，这与万有引力定律的预测相符 。
通过观察月球的运动，还可以发现其轨道运动受到其他天 体的影响，如太阳和行星的引力扰动。这些扰动效应也可 以用万有引力定律来解释和预测。
运动定律的结合
牛顿将万有引力定律与自己先前提出的运动定律相结合，构建了经典力学的基 本框架，为后来的物理学发展奠定了基础。
与其他力的区别
01
02
03
非接触力
万有引力是一种非接触力， 即两个不接触的物体之间 也存在引力作用。
无限范围
万有引力的作用范围是无 限的，即它不受物体之间 的距离限制，始终存在。
ERA
历史背景
古代天文学观察
古代天文学家通过对天体的观察 ，发现行星和卫星的运动轨迹与 地面的物体不同，这为万有引力 定律的发现奠定了基础。
科学革命
17世纪的科学革命为万有引力定 律的发现提供了重要的思想背景 ，如开普勒的行星运动三定律和 伽利略的自由落体运动研究等。
牛顿的贡献
引力定律的提出
万有引力定律_课件
太阳对行星的引力跟行星的质量成正比， 与行星和太阳之间的距离的二次方成反比
既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有无引力？ 它有怎样的定量关系？
行星对太阳的引力
从太阳与行星间相互作用的角度来看，两者的地位是相同的。 类比法
行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与行星、太阳之间的距离 的二次方成反比。
太阳与行星之间的引力
F和F′是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星 质量m有什么关系？
方向 沿着太阳与行星间的连线
比值k/M与太阳无关
比例系数 与太阳、行星无关
太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离 的二次方成反比
太阳与行星之间引力的反思
如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星。我们需要 观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？
在远日点，行星所受太阳的引力大于行星 转动所需要的向心力
思维拓展
请你运用已有知识，分析开普勒第二定律所描述的，地球在椭圆轨道上 运动经过A、B两个位置时，运动速度大小变化的原因
属于已知运动求力的情况 行星绕太阳运动的轨道是怎样的？
由开普勒第一定律可知：行星绕太阳运动轨道是椭圆
太阳对行星的引力
若要解决椭圆轨道的运动，根据已学知识，需如何简化？
八大行星轨道数据表 行星
57.9 108.2 149.6 227.9 778.3 1427.0 2882.3 4523.9
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
科学足迹
Q：物体怎样才会不沿直线运动 A：以任何方式改变速度，都需要力
Q：要使行星沿椭圆轨道运动，需要有一 个指向椭圆焦点的力，这个力是从哪儿来 的呢？ A：这个力应该来自太阳对行星的吸引
既然太阳对行星有引力，那么行星对太阳有无引力？ 它有怎样的定量关系？
行星对太阳的引力
从太阳与行星间相互作用的角度来看，两者的地位是相同的。 类比法
行星对太阳的引力跟太阳的质量成正比，与行星、太阳之间的距离 的二次方成反比。
太阳与行星之间的引力
F和F′是一对作用力和反作用力，那么可以得出F大小跟太阳质量M、行星 质量m有什么关系？
方向 沿着太阳与行星间的连线
比值k/M与太阳无关
比例系数 与太阳、行星无关
太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离 的二次方成反比
太阳与行星之间引力的反思
如果要验证太阳与行星间的引力规律是否适用于行星与它的卫星。我们需要 观测这些卫星运动的哪些数据？观测前你对这些数据的规律有什么假设？
在远日点，行星所受太阳的引力大于行星 转动所需要的向心力
思维拓展
请你运用已有知识，分析开普勒第二定律所描述的，地球在椭圆轨道上 运动经过A、B两个位置时，运动速度大小变化的原因
属于已知运动求力的情况 行星绕太阳运动的轨道是怎样的？
由开普勒第一定律可知：行星绕太阳运动轨道是椭圆
太阳对行星的引力
若要解决椭圆轨道的运动，根据已学知识，需如何简化？
八大行星轨道数据表 行星
57.9 108.2 149.6 227.9 778.3 1427.0 2882.3 4523.9
水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
科学足迹
Q：物体怎样才会不沿直线运动 A：以任何方式改变速度，都需要力
Q：要使行星沿椭圆轨道运动，需要有一 个指向椭圆焦点的力，这个力是从哪儿来 的呢？ A：这个力应该来自太阳对行星的吸引
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课堂练习
1、关于万有引力定律的正确说法（ B ） A、万有引力与距离成正比 B、任何两个物体引力的大小跟两个物 体的质量乘积成正比，跟它们的距离的 平方成反比 C、天体间的万有引力与它们的质量成 正比，与他们之间的距离成反比 D、万有引力定律对质量大的物体适用， 对质量小的物体不适用
2 、两个物体的质量分别是 m1 和 m2 ， 当它们相距为 r 时，它们之间的引力 是F。 (1) 若把 m1 改为 2m1 ，其他条件不变， 则引力为 2 F (2)若把r改为2r，其他条件不变，则引 1/4 F。 力为_____ (3)若把m1改为3m1，m2改为m2/2，r改 6 。 为r/2，则引力为____F
3、实际测算：
牛顿的年代已经测出：月地距离为 3.8×108m，自由落体加速度为 g=9.8m/s2，月球公转周期是T=27.3天 ≈2.36×106s
（1）怎么求 a月 的实际值？
2 2
2 a月 r r T
（2）数据代入：
1 猜想值：a月 g 3600 1 3 2 9.8 2.72 10 m / s 3600 2 2
3、对于万有引力的表达式，下列说法 正确的是（AC） 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
4、关于万有引力定律的适用范围，下 列说法中正确的是( D ) A、只适用于天体，不适用于地面物体 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、适用于自然界中任意两个物体之间
三、引力常量
1、在牛顿发现万有引力定律100多年 后，由英国物理学家卡文迪许通过 在实验室中比较准确的得到了G的 数值： G 6.67 10 11 N m 2 / kg2
探究3：
任意两个物体之间都存在引力， 为什么生活中的许多物体之间感觉不 到这个力呢？ 请计算相距0.5米，质量均为50千 克的两个人间的万有引力的大小。 m1m2 11 50 50 F G 2 6.67 10 2 r 0.5
6.67 10 ( N )
7
6.67×10-7N是一粒芝麻重的 几千分之一，这么小的力人根本 无法察觉到。
2、引力常量的意义：
（1）证明了万有引力定律的正确性； （2）使万有引力定律可用于计算。
课堂小结
一、复习 二、月地检验 ——验证“万有” 三、万有引力定律 四、引力常量 ——验证“定律”
300多年前牛顿就在思考这 个问题…
一个是地球对苹果，
一个是地球对月球。
由地面附近的苹果，
想到天上的月亮；
思考：这两个力和太阳吸引地
球的力是否都为同一种力？
（一）猜想：
三、月—地检验
地球对苹果的Mm 则遵循相同的规律： F G 2 r
（二）检验：
1、思路：从何处入手进行检验？ 提示：地球对苹果的引力与地球 对月球的引力有什么特点？
它们之间有什么联系？
2、猜想情况下：
结合牛顿第二定律： F ma 地球对苹果的引力可近似等于重力：
Mm1 G 2 m1 g r地
地球对月球的引力等于月球绕地球 转的向心力：
Mm2 G 2 m2 a月 r月地
6.3 万有引力定律
东兴中学 谭朝福
请同学们配合学案
复习上节课的内容
一、复习:
1、太阳与行星间引力的大 小与什么因素有关？
太阳和行星间的引力
2、表达式：
Mm F G 2 r
我们的身边有没有引力的现象呢？
比如 抛出去的苹果。。。
二、大胆讨论：
地球对苹果的引力与太阳对 地球的引力是不是同一种力呢？
谢谢大家!
引力，遵循相同规律！
这就是我们常说的“万有”引力！
二、万有引力定律
1、内容： 自然界中任意两个物体都相互吸 引，引力的方向沿两物体的连线，引 力的大小与两物体的质量乘积成正比， 与它们之间的距离的平方成反比。
m1m2 F G 2 2、表达式： ，其中G是 r 比例系数，叫做 引力常量
3、适用条件：
请同学们分组讨论!
求出: a月和g的关系 Mm1 利用： G 2 m1 g r地
Mm2 G 2 m2 a月 r月地
Mm1 G 2 m1 g r地
Mm2 G 2 m2 a月 r月地
r地 2 a月 （ ） g r月地 由于 r月地 60 r地
1 得： a月 g 3600
研究对象可看成 质点 。如果 物体的 大小 比他们之间的 距离 小很多 ，则两个物体 可以看做质点。
4、距离r的使用：
（1）两个质点间距离 （2）两个质量分布均匀的球： 球心之间的距离
探究2：
两个球质量分布均匀，大小分别为 m1与m2 ，求两球间万有引力的大小
m1m2 F G (r r1 r2 ) 2
实际值：a月 r T 2 2 8 ( ) 3 . 8 10 6 2.36 10
2.69 10 m / s
3
2
4、比较实际值和猜想值
发现符合得很好，表明这三个力 真是同一种力！
那么除了这三个引力，其他引力 是否也遵循同样的规律呢？
（三）牛顿进行推广：
任意两个物体之间都存在这种