高中物理-3 万有引力定律教学课件设计

人教版/物理必修二/第六章第三节万有引力定律万有引力定律

学习目标1.了解万有引力定律发现的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性。2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围。3.会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义。4.了解万有引力定律发现的意义，体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性。<2>地球表面的重力能否延伸到很远的地方，会不会作用到月球上？<1>地球和月球之间的吸引力会不会与地球吸引苹果的力是同一种力呢？<3>拉住月球使它绕地球运动的力，与拉着苹果使它下落的力，以及众行星与太阳之间的作用力也许真的是同一种力，遵循相同的规律?牛顿的思考牛顿的猜想这些力是同一种性质的力，并且都遵从与距离的平方成反比的规律。当然这仅仅是猜想，还需要事实来检验！Rr“月——地”检验示意图检验目的：

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．检验原理：

根据牛顿第二定律，知：一、月地检验Rr“月——地”检验示意图地表重力加速度：g=9.8m/s2地球半径：R=6400×103m月球周期：T=27.3天≈2.36×106s月球轨道半径：r≈60R=3.84×108m求：月球绕地球的向心加速度？即证明一、月地检验Rr“月——地”检验示意图根据向心加速度公式,有：=2.72×10-3m/s2即：验证成功一、月地检验

数据表明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，真的遵从相同的规律！

我们的思想还可以更加解放！是否宇宙中任意两个物体之间都有这样的力呢???二、万有引力定律1.万有引力定律的内容是：

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。2.公式：3.公式中各物理量的含义及单位？4.应用条件

直接利用公式计算引力的三种情况：

1）可视为质点的两物体间的引力；

2）两质量均匀分布的球体间的引力；

3）一质量均匀分布的球体和一质点间的引力；

4）r=0时，不适用。注意：式中的r，1)对于相距很远可以看作质点的物体，就是指两个质点的距离；2)对于均匀球体，指的是两球心间的距离；3)对于一均匀球体和一质点，指的是质点和球心间的距离。

二、万有引力定律5.对万有引力定律的理解

二、万有引力定律（2）相互性:因为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）宏观性:在通常情况下，万有引力非常小，只有质量巨大的星球间或天体与附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义，故在分析地球表面物体受力时，不考虑地面物体之间的万有引力，只考虑地球对地面物体的引力。

（1）普遍性:因为自然界中任何两个物体都相互吸引，任何有质量的物体之间都存在着相互作用的吸引力。(4)独立性:两物体间的引力，只与它们的质量及距离有关，不管它们之间是否还有其它作用力．

100多年后，由英国物理学家卡文迪许测出G值的测量：卡文迪许扭秤实验

三、引力常量的测量第一个能称出地球质量的人扭秤装置T形架金属丝平面镜光源刻度尺引力常量的测定使万有引力定律有了实际的意义扭秤实验的测量结果万有引力常量卡文迪许扭秤实验的意义：证明了万有引力的存在，并测得引力常量G,使万有引力定律进入了真正实用的时代；(2)开创了微小量测量的先河，使科学放大思想得到了推广．(1)重力产生原因：是由于地球对物体的吸引而产生的OF向mgFω地球上物体的向心力F向=mω2r是引力F的一个分力．引力F的另一个分力就是通常所说的重力mg．(2)重力随纬度的变化情况：重力会随着纬度的增加而增大，赤道上的物体移到两极时，重力增加约千分之五

.在粗略的计算中,

(3)重力随高度的变化情况:质量为m的物体，位于高度h处引力为当h增大时,引力减小,重力也跟着减小.四、万有引力和重力的区别课堂小结

二、体会科学规律发现过程：猜想——验证——得出结论一、基本知识：月—地检验，万有引力定律，万有引力常量，万有引力与重力关系

思考：我们人与人之间也应该存在万有引力，可是为什么我们感受不到呢？例题1、估算两个质量50kg的同学相距0.5m时之间的万有引力约有多大？=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。解：

例题2：那么太阳与地球之间的万有引力又是多大呢？（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)

3.5×1022N非常大，能够拉断直径为9000km

的钢柱．=3.5×1022N解：【随堂练习】

1.对于万有引力的表达式，下列说法正确的是（）

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．M与m受到的引力总是大小相等的，与M、m是否相等无关

D．M与m受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力AC2、如图所示，r虽然大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为()r1rr2D公式中的r应为球心之间的距离3.地球绕地轴自转时，对静止在地面上的某一个物体，下列说法正确的是（）A.物体的重力并不等于它随地球自转所需要的向心力B.在地面上的任何位置，物体向心加速度的大小都相等，方向都指向地心C.在地面上的任何位置，物体向心加速度的方向都垂直指向地球的自转轴D.物体随地球自转的向心加速度随着地球纬度的减小而增大ACD4.火星的质量和半径分别约为地球的1/10和1/2，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（）A．0.2gB．0.4gC．2.5gD．5gB5、关于万有引力的说法，正确的有()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．中的G是一个比例常数，是没有单位的BC万有引力具有相互性G的单位是如下图所示，在半径R＝20cm、质量M＝168kg的均匀铜球中，挖去一球形空穴，空穴的半径为铜球半径的一半，并且跟铜球相切，在铜球外有一质量m＝1kg、体积可忽略不计的小球，这个小球位于连接铜球球心跟空穴中心的直线上，并且在空穴一边，两球心相距是d＝2m，试求它们之间的相互吸引力．能力提升F1＝F－F2＝2.41×10－9N课堂小结一、月地检验1、猜想2、验证3、结论二、万有引