粵教版必修二第三章第三章萬有引力定律第二節(jié)認識萬有引力定律知識回顧開普勒三大定律開普勒第一定律:不同的行星在不同橢圓軌道上繞著太陽轉(zhuǎn),太陽在其繞行橢圓的一個焦點上.橢圓軌道定律開普勒第二定律:太陽和行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的扇形面積相等.

面積定律開普勒第三定律:周期定律行星的橢圓軌道的半長軸r3跟公轉(zhuǎn)周期T2的比值都相等.

k只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)為什么行星運動會呈現(xiàn)這樣的規(guī)律呢?一、行星繞日運動原因的探索

伽利略的觀點：行星的運動與地面物體的運動遵循不同的規(guī)律，行星運動是由“慣性”自行維持的

開普勒的觀點：行星的運動是由于太陽磁力吸引的緣故，磁力與距離成反比。一、行星繞日運動原因的探索

笛卡爾的觀點：太陽的旋渦帶動行星和衛(wèi)星一起運動

胡克的觀點：行星的運動是太陽引力的緣故，并且力的大小與到太陽距離的平方成反比。重力是由地球引力引起的模型構(gòu)建簡化太陽行星a太陽行星r勻速圓周運動or

變速圓周運動？什么力提供向心力?行星繞太陽的運動可以看作勻速圓周運動，引力提供向心力推導(dǎo)平方反比公式1.行星繞太陽的運動可以看作勻速圓周運動(r、T)，太陽行星r2.由開普勒第三定律：

引力提供向心力：

關(guān)系式中m是受力天體還是施力天體的質(zhì)量？作用于行星的引力與它到太陽的距離的平方成反比1684年，哈雷拜訪牛頓，征詢平方反比定律的軌跡問題。牛頓回答：軌跡應(yīng)是橢圓。同年11月，牛頓給出一篇9頁長的論文，論證了在中心吸引力作用下物體的運動軌跡，證明了橢圓軌道運動的平方反比關(guān)系

①引力與太陽質(zhì)量的關(guān)系②引力的普遍性問題：

二、萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)牛頓第三定律

G為比例系數(shù)，與太陽、行星無關(guān)①引力與太陽質(zhì)量的關(guān)系問題：二、萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)②引力的普遍性問題：使蘋果落體的重力與地球吸引月球的引力是不是同一種力？邏輯推理：“平拋石頭”思想實驗設(shè)想：從山頂水平拋出一塊石頭。由于重力的作用，石頭會沿著彎曲的路徑落到地面上，并且石頭的拋出速度越大，石頭飛行的距離越遠。邏輯推理：當(dāng)石頭拋出的速度足夠大時，它會怎么運動？將繞地球做圓周運動而不再落向地面月球繞地球運動猜想：地面上的重力與地吸引月球是同一性質(zhì)的力數(shù)學(xué)演繹推理—“月地檢驗”猜想：地面上的重力與地吸引月球是同一性質(zhì)的力牛頓月地檢驗的基本思路：假設(shè)：維持月球繞地球運動的力及地面物體所受的引力和太陽與行星間的引力都遵循平方反比規(guī)律。（已知月球軌道半徑是地球半徑的60倍）地球?qū)Φ孛嫖矬w地球?qū)υ虑?/p>

數(shù)學(xué)演繹推理—“月地檢驗”地面物體月球

思考：如何知道月球的向心加速度呢？已知：月球的公轉(zhuǎn)周期T=27.3天，月球軌道半徑約為地球半徑的60倍，地球半徑R=6.4×103km，則月球的向心加速度為多少?數(shù)學(xué)演繹推理—“月地檢驗”地面物體月球

根據(jù)月球的運行周期、軌道半徑，可以算出在較短的時間內(nèi)月球偏離原速度切線方向的垂直位移ｙ這個位移與在相同時間內(nèi)月球軌道附近自由落體的運動位移相吻合二、萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)②引力的普遍性問題：使蘋果落體的重力與地球吸引月球的引力是不是同一種力？邏輯推理：“平拋石頭”思想實驗數(shù)學(xué)演繹推理—“月地檢驗”結(jié)論：使月球繞地球運動的引力以及地面物體所受地球的引力(重力)和太陽與行星之間的力遵循同一規(guī)律?！行行?、所有物體三、萬有引力定律宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個物體間引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。2、表達式：G=6.67×10-11N.m2/kg21、萬有引力定律的內(nèi)容：3、方向：在兩個物體的連線上。萬有引力常量：由英國科學(xué)家卡文迪許利用扭秤實驗裝置測出

公式適用條件:(1)對于可以看做質(zhì)點的物體，r為兩個質(zhì)點之間的距離．m1m2r(2)對于質(zhì)量分布均勻的球體，r為兩個球心之間的距離.(3)一個均勻球體與球外一個質(zhì)點，r為球體球心到質(zhì)點的距離．理解2：萬有引力的四個特性特性內(nèi)容普遍性萬有引力不僅存在于太陽與行星、地球與月球之間，宇宙間任何兩個有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力相互性兩個有質(zhì)量的物體之間的萬有引力是一對作用力和反作用力，總是滿足大小相等，方向相反，作用在兩個物體上宏觀性地面上的物體之間的萬有引力一般比較小，與其他力比較可忽略不計，但在質(zhì)量巨大的天體之間或天體與其附近的物體之間，萬有引力起著決定性作用特殊性兩個物體之間的萬有引力只與它們本身的質(zhì)量和它們間的距離有關(guān)，而與它們所在空間的性質(zhì)無關(guān)，也與周圍是否存在其他物體無關(guān)思考與討論萬有引力定律指出，任何物體間都存在著引力。那么，為什么當(dāng)兩個人靠近時，并沒有吸引到一起？試估計一下自己和同桌之間的引力有多大.兩人質(zhì)量均為60kg兩人(估算看作質(zhì)點)相距1m

三、萬有引力定律宇宙間的一切物體都是互相吸引的，兩個物體間引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比。2、表達式：1、萬有引力定律的內(nèi)容：內(nèi)容上，萬有引力定律適用于一切物體之間計算時，只適用于質(zhì)點、質(zhì)量分布均勻的球體適用條件:1.

關(guān)于行星對太陽的引力，下列說法正確的是()A.行星對太陽的引力提供了行星做勻速圓周運動的向心力B.行星對太陽的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離

成反比C.太陽對行星的引力公式是由實驗得出的D.太陽對行星的引力公式是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動

的規(guī)律推導(dǎo)出來的課堂練習(xí)

2.

下列關(guān)于萬有引力定律的說法中，正確的是()①萬有引力定律是卡文迪許在實驗室中發(fā)現(xiàn)的③對于質(zhì)量分布均勻的球體，公式中的r是兩球心間的距離④質(zhì)量大的物體對質(zhì)量小的物體的引力大于質(zhì)量小的物體對質(zhì)量大的物體的引力 A.①③B.②④C.②③D.①④課堂練習(xí)

課堂練習(xí)課本P614．地球的質(zhì)量約是月球質(zhì)量的81倍，若登月飛船通過月地之間的某一個位置時，月球和地球?qū)λ囊Υ笮∠嗟?，該位置到月球中心和地球中心的距離之比約為多少課堂練習(xí)四、萬有引力常量G的測定（1）轉(zhuǎn)換法將小球和大球之間的萬有引力測量轉(zhuǎn)化為對金屬絲扭轉(zhuǎn)角度的測量；又利用橫桿與光學(xué)儀器，將金屬絲扭轉(zhuǎn)角度的測量轉(zhuǎn)化為對光斑在刻度尺上移動距離的測量；（2）放大法通過光路放大光斑在刻度尺上移動的距離，以提高測量精度五、萬有引力和重力的關(guān)系

2．萬有引力有兩個分力除南北兩極外，萬有引力有兩個分力，一個分力F1提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力，方向垂直于地軸；另一個分力F2是重力，產(chǎn)生使物體壓地面的效果．

五、萬有引力和重力的關(guān)系

1．(多選)卡文迪許利用如圖所示的扭秤實驗裝置測量了引力常量G．為了測量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角，該實驗裝置中采取的“微小量放大”的主要措施是(

)A．減小石英絲的直徑B．增大T型架橫梁的長度C．利用平面鏡對光線的反射D．增大刻度尺與平面鏡的距離

2．(多選)已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零．