2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第7章萬有引力與宇宙航行第2節(jié)萬有引力定律(4)課件

1第七章萬有引力與宇宙航行第二節(jié)萬有引力定律思考與討論1：同學們，我們學習高中物理一個多學期了，物理給你留下印象最深的東西是什么？有人曾問李政道教授，在他做學生時，剛一接觸物理學，什么東西給他的印象最深？他毫不遲疑地回答，是物理學法則地普適性深深地打動了他。思考與討論2：開普勒定律很好的描述了五大行星圍繞太陽運動軌道、周期和快慢，人們開始思考是什么原因使行星繞太陽運動？思考與討論2：開普勒定律很好的描述了五大行星圍繞太陽運動軌道、周期和快慢，人們開始思考是什么原因使行星繞太陽運動？伽利略、開普勒及笛卡爾都提出過自己的解釋，胡克和哈雷也做出了重要貢獻。但是由于關于運動和力的清晰概念是牛頓建立的，他們沒有這些清晰概念，因此他們無法深入研究。牛頓第一定律：一切物體總保持勻速直線運動狀態(tài)或靜止狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)。質量是物體慣性大小的唯一量度。牛頓第二定律：物體加速度的大小跟它所受到的作用力成正比，跟它的質量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同。F=ma思考與討論3:順著牛頓的思路，降低數(shù)學難度，探究太陽對行星的引力與哪些因素有關？牛頓第三定律：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。代入得根據(jù)開普勒第三定律所以太陽對行星的引力太陽對不同行星的引力，與行星的質量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比。太陽對行星的引力

---邏輯推理、歸納演繹推導普適性結論思考與討論4：月地檢驗—尋找理論證據(jù)Rr“月—地”檢驗示意圖問題5：基于以上假設，寫出a月與a蘋之比的表達式，如何去驗證其是否正確？問題2：地球質量為m地，月球質量為m月，r是地球中心與月球中心的距離，假設地球對月球的作用力與太陽對行星的作用力是同一種力，類比寫出地月之間引力表達式。問題3：在問題2的前提下，由牛頓第二定律，寫出月球加速度表達式a月。問題4：地面附近空中有一蘋果，質量為m，地球半徑為R，假設地球對蘋果的力也是同一種力，寫出該力的表達式以及加速度的表達式a蘋。地表重力加速度：g=9.8m/s2地球半徑：R=6400×103m月亮周期：T=27.3天≈2.36×106s月亮軌道半徑：r≈60R=3.84×108mRr“月—地”檢驗示意圖根據(jù)向心加速度公式：驗證成功思考與討論4：月地檢驗—尋找理論證據(jù)月—地檢驗表明：地面物體所受地球的引力，月球所受地球的引力，與太陽與行星間的引力，真的遵從相同的規(guī)律！說明是同一種性質的力。思考與討論4：月地檢驗—尋找理論證據(jù)萬有引力常量的測定—萬有引力定律的直接證據(jù)牛頓推出萬有引力定律時，沒有能得出萬有引力定律常量的具體值。100多年后，卡文迪許通過巧妙的實驗設計測出了萬有引力定律常量G。采用“光杠桿”原理使微小物理量放大的方法。萬有引力定律常量G的測量是萬有引力定律的最直接驗證。G＝6.67×10－11N·m2/kg2(1)普適性：它存在于宇宙中任何客觀存在的有質量的物體之間。(2)相互性：任何兩物體間的相互引力，都是一對作用力和反作用力，符合牛頓第三定律。(3)宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質量巨大的天體間或天體與天體附近的物體間，它的作用才有實際的物理意義。(4)獨立性：萬有引力的大小只與它們的質量有關，與它們間的距離有關，與其他的因素均無關。不管它們之間是否還有其他作用力。萬有引力定律的理解思維提升提出問題分析問題得出結論驗證結論1、太陽對行星的引力特點？2、地球與月球引力和地球與物體引力是否和太陽與行星引力特點相同？3、自然界任何兩個物體間引力是否具有相同的規(guī)律？1、建立科學的物理概念2、大膽猜想合理假設