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(共24张PPT)
第七章 万有引力与宇宙航行
万有引力定律
能运用开普勒第三定律和牛顿运动定律推导行星与太阳之间作用力的表达式。
体会从行星运动规律到万有引力定律的建立过程。
理解万有引力定律的内容、含义及适用条件。
认识万有引力定律的普遍性，并能用来解决实际问题。
2
3
1
4
重点
重难点
各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力是使行星如此运动的主要原因。
引力的大小和方向能确定吗？
行星与太阳间的引力
一
行星为什么会绕太阳运动？
太阳与行星间的引力
_________
_________
行星与太阳间引力的得出过程
4π2k
简化处理：按“圆”处理
引力提供向心力
线
开普勒第三定律
F＝____________
太阳对行星的引力
由牛顿第三定律：行星对太阳的引力
太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线
(1)太阳与行星间引力的方向沿着两者的连线。(　　)
(2)太阳与行星间的引力公式F=G中，G与太阳、行星都没有
关系。(　　)
(3)太阳对行星的引力大小等于行星对太阳的引力大小。(　　)
(4)太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与太阳的质量无关。
(　　)
√
√
√
×
月—地检验
二
如图甲所示，秋天苹果成熟后会从树上落下来；如图乙所示为月球绕着地球在公转。
(1)为什么苹果从树上落向地面而不飞向太空？
苹果受到地球的吸引力而落向地面。
(2)从地面附近，物体都受到重力作用，即受到地球的吸引力，那么月球受到地球的吸引力吗？
月球受到地球的吸引力。
(3)如果月球受到地球的吸引力，为什么月球不会落到地球的表面，而是环绕地球运动？
月球受到地球的吸引力，提供月球绕地球做圆周运动的向心力。
甲
乙
1.检验目的：检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的吸引力是否为 的力。
同一性质
2.检验方法：(1)假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足F= ，根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月= 。
(3)_______，由于r≈60R，所以_______。
(2)假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度a苹= 。
(4)结论：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 的规律。
G
G
G
相同
1.(2023·重庆市高一期中)牛顿进行了著名的月—地检验，验证了使苹果下落的力和使月球绕地球运动的力是同一种性质的力，同样遵从“平方反比”规律。在进行月—地检验时，不需要用到的物理量是
A.月球公转的周期 B.地球的半径
C.地表的重力加速度 D.地球自转的周期
√
在进行月—地检验时，需要用到的物理量除了地球的半径和月地距离外，还需要的是月球公转的周期以及地表的重力加速度，不需要地球自转的周期。故选D。
万有引力定律
三
既然太阳与行星之间、地球与月球之间，以及地球与地面物体之间具有“与两个物体的质量成正比、与它们之间距离的二次方成反比”的吸引力，是否任意两个物体之间都有这样的力呢？
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 上，引力的大小与物体的 成正比、与它们之间__________
_____成反比。
2.表达式：F= ，其中G叫作引力常量。
连线
质量m1和m2的乘积
距离r的二
次方
G
3.引力常量
牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但没有测出引力常量G的值。
英国物理学家 通过实验推算出引力常量G的值。通常取G=
N·m2/kg2。
卡文迪什
6.67×10-11
4.对万有引力定律的理解
(1)普遍性：宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着相互吸引的力。
(2)相互性：两个有质量的物体之间的万有引力是一对 。
(3)宏观性：地面上的一般物体之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。
(4)适用范围：只适用于可以看作 的两个物体间的相互作用；若是两个均匀的球体，应是两 间的距离。
作用力和反作用力
质点
球心
我们知道，任何两个物体间一定存在万有引力，试通过计算说明万有引力的宏观性。
已知一个篮球的质量为0.6 kg，它所受的重力有多大？试估算操场上相距1 m的两个篮球之间的万有引力。它们的万有引力和重力之比为多少？(g取10 m/s2，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，计算结果均保留两位有效数字)
篮球的重力G篮=mg=6.0 N
万有引力为F=G=G≈2.4×10-11 N
万有引力和重力之比为4.0×10-12
(1)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。(　　)
(2)由万有引力定律F=可知，r→0时，F→∞。(　　)
(3)一个均匀球体与球外一个质点间适用于万有引力定律，其中r为球心到质点间的距离。(　　)
(4)不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力。(　　)
×
√
√
×
2.(2024·深圳市高一期中)甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲质点的质量不变，乙质点的质量增大为原来的4倍，同时它们间的距离减为原来的，则甲、乙两个质点间的万有引力大小将变为
A. B. C.3F D.9F
√
由万有引力定律得F=，F'==，解得F'=9F，故A、B、
C错误，D正确。
3.如图所示为两个半径分别为r1=0.40 m、r2=0.60 m且质量分布均匀的实心球，质量分别为m1=4.0 kg，m2=1.0 kg，两球间距离为r0=1.0 m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，则两球间万有引力的大小为
A.6.67×10-11 N B.2.668×10-10 N
C.小于6.67×10-11 N D.不能确定
√
根据万有引力定律可得F=G=6.67×10-11× N=
6.67×10-11 N，故A正确，B、C、D错误。
万有引力定律
行星与太阳间的引力
月—地检验
物体间的引力遵循相同的规律
万有引力定律
公式：
引力常量： 6.67×10－11 N·m2/kg2
性质：普遍性、相互性、宏观性
适用范围：两质点间的相互作用
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