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1、高中物理课程（必修二）6.3万有引力定律,前情回顾,PartOne,太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与,行星的质量m,与成反比,行星对太阳的引力：与成正比，与,行星到太阳的距离r的,二次方,太阳的质量M,太阳与行星间的引力：与成正比，与,太阳的质量M、行星的质量m,两者距离r的二次方,成反比,太阳与行星间引力的表达式,G是比例系数，与行星、太阳均无关,太阳到行星间的距离r的二次方,成反比,成正比，,沿太阳和行星的连线,方向：,前情回顾,课后作业讲评,【作1】行星之所以绕太阳运动，是因为（）A.行星运动时的惯性作用B.太阳是宇宙的控制中心，所以星体都绕太阳旋转C.太阳对行星有约束运动的引
2、力作用D.行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳,C,要点解析,PartTwo,利用月球和地面物体的运动规律检验引力表达式的普适性,月-地检验,地球使树上苹果下落的力，与太阳与地球、众行星之间的吸引力是同一种力,需要用事实检验,大胆猜想,为了统一方便进行比较,我们用地球和月球之间的力和地球使苹果下落的力来进行检验,月-地检验的准备工作,遇到难题：,两个受力物体的运动形式不同,定量上看，它俩能用一个公式吗？,解决方案（思想实验）,扔出速度越大,若初速度非常大,轨迹越平,轨迹将平行于地面,此时，苹果的运动轨迹就是圆周运动,月-地检验的准备工作,定性上，地球和月球之间的力和地球使苹果下落的力是相同
3、的。,那么，定量上呢？,月-地检验的准备工作,可以直接比较苹果和月球受力吗？,不可以，苹果和月球质量不等，无法进行地球对它们的引力数量上的对比,那么如何去除受力物体的质量这个因素的影响？,用力除以质量，若这个比值在用“太阳与行星间引力”表达式推出的关系和用实际数据计算出来的关系这两种情境下结果一致，那么假设便得以验,月-地检验的准备工作,为方便计算可以假设在月球同轨道上有一个与地球苹果一样的苹果,我们来计算这两个苹果的加速度关系即可,月-地检验的过程,理论推算,两个相同苹果，一个（A）位于赤道相对地面静止，另一个（B）位于月球轨道绕地球运行。记苹果A受到地球的引力为FA，苹果B受到地球的引力为
4、FB（月球轨道半径约为地球半径的60倍）,若A和B受同一种力，则都遵从距离“平方反比”的规律,g,月-地检验的过程,实际数据检验,代入数据，得：,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，遵从相同的规律,月-地检验的过程,理解并掌握万有引力定律的内容和形式理解并掌握万有引力定律的适用范围,万有引力定律,将以上结论推广到宇宙中的一切物体之间,内容：,自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的，引力的大小与物体的、与它们之间，即：,方向在它们的连线上,距离r的二次方成反比,kg,kg,N,m,万有引力定律,适用条件：,万有引力定律只适用于质点之间引力大小的计算,两个物体的距离,若
5、物体的大小比它们之间的距离小得多，两个物体可以看做质点，这个距离就是这两个点的距离,如果是地球、月球等球体，这个距离应该是球心间的距离,万有引力定律,无法算出两个天体之间万有引力的大小,在牛顿的时代，不知道引力常量G的值，无法计算两个天体之间万有引力的大小,若我们已知地球质量、月球质量、还有地月距离，那么可以,根据公式计算出地球和月球之间的引力大小吗？,引力常量的大小,知道卡文迪许扭秤的结构,知道利用扭秤测定万有引力常量的方法,卡文迪许的扭秤实验,测出引力常量,现在公认的引力常量,他是如何测出来的？,卡文迪许,引力常量的大小,测量原理：微小量放大法,放大两次：将微小力转变为力矩来反应将扭转角度
6、（微小量）通过光标的移动来反应,卡文迪许扭秤,引力常量的测定,测出引力常量以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结果相同,引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的最早证据,卡文迪许,万有引力定律的普适性,粗略计算两个质量都为50kg，相距0.5m的同学之间的万有引力,两个同学不可看做质点,不到一粒芝麻重力的千分之一,万有引力的大小,万有引力在天体和天体之间比较显著但在通常质量较小的物体间忽略不计,万有引力的大小,地球和地球表面及附近的物体之间存在万有引力,物体由于地球的吸引受到重力,地球上物体的万有引力与重力有什么样的关系？,万有引力和重力的关系,理解并掌
7、握地球表面重力与万有引力的联系和区别理解并掌握地球表面各处重力加速度的差异,重力与万有引力的关系,对于赤道上和赤道表面附近的物体，其受到地球的万有引力就是重力吗？,在赤道表面的物体,重力只是万有引力的一个分力,重力随纬度的增加而增加,万有引力和重力的关系,在赤道上空的物体,重力就是万有引力因为物体不再受地球自转影响,重力随高度的增大而减小,万有引力和重力的关系,当要讨论重力和万有引力之间的微小偏差时,当物体距地面的距离与地球半径相比不能忽略时,万有引力和重力的关系,普适性：万有引力不仅存在太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力,相互性：两个有质量的物
8、体之间的万有引力是一对作用力与反作用力，总是满足大小相等、方向相反，作用在两个物体上,万有引力定律的性质,宏观性：在地面上的一般物体之间，由于质量比较小物体间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间，或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用,特殊性：两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关,万有引力定律的性质,题型演练,PartThree,【例1】月-地检验的结果说明（）A.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力B.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种类型
9、的力C.地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即G=mgD.月球所受地球的引力除与月球质量有关外，还与地球质量有关,例题讲解（月-地检验）,A,【练1】若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的（）A.60倍B.1/60倍C.3600倍D.1/3600倍,D,变式训练（月-地检验）,【例2】要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法不可采用的是（）A.使两物体的质量各减小一半，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.使两物体间的距离增为原来的2
10、倍，质量不变D.使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4倍,例题讲解（万有引力定律）,D,A,变式训练（万有引力定律）,【练2】理论上认为质量分别均匀的球壳对球壳内的物体的万有引力为零，如图所示，一半径为R、质量分别均匀的实心球，O为球心，以O点为原点建立坐标轴Ox。质量一定的小物块（可视为质点）沿坐标Ox运动，则小物体在坐标x11/2R与x23/2R出所受到实心球对它的万有引力分别为F1、F2，则F1、F2的比值为（）A.9：8B.8：9C.1：9D.9：1,例题讲解（卡文迪许的扭秤实验）,CD,【例3】卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。（多选题）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（）（A）减小石英丝的直径（B）增大T型架横梁的长度（C）利用平面镜对光线的反射（D）增大刻度尺与平面镜的距离,课程总结,PartFour,万有引力定律,内容,自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在上，引力的大小与成正比，与成反比,它们的连线,物体的质量的乘积,它们之间距离r的二次方,适用条件：,万有引力定律只适用于之间引力大小的计算,质点,小结,课后作业,PartFive,配套教材：第45页【练1】、【例1】；第46页【练2】；,课后作业,