《万有引力高三复习》课件.pptx

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1、万有引力高三复习 制作人：制作者ppt时间：2024年X月目录第第1 1章章 简介简介第第2 2章章 万有引力概念万有引力概念第第3 3章章 重力场及其性质重力场及其性质第第4 4章章 引力场与静电场引力场与静电场第第5 5章章 万有引力与宇宙演化万有引力与宇宙演化第第6 6章章 总结总结 0101第1章 简介 本课程的目标通过本课程，学生将深入了解万有引力、掌握万有引力定律及公式推导、理解重力场及其性质，以及解决圆周运动中的万有引力问题。课程大纲及时间安排第一章：简介（1课时）第二章：万有引力定律及公式推导（4课时）第三章：重力场及其性质（3课时）第四章：圆周运动中的万有引力问题（2课时）什

2、么是万有引力万有引力是指地球、月球、太阳等天体之间互相吸引的力量，是一种万有的自然现象。万有引力定律及万有引力定律及公式推导公式推导根据万有引力定律，引力公式可以推导为：根据万有引力定律，引力公式可以推导为：FG(m1m2/r2)FG(m1m2/r2)，其中，其中F F是物体间的引力，是物体间的引力，GG是万有引力是万有引力常数，常数，m1m1和和m2m2是物体的质量，是物体的质量，r r是它们之间的距离。是它们之间的距离。万有引力定律：两个物体之间的引力大小与它们之间的距离的平方成反比，与它们之间的质量成正比。指在一个区域内物体所受各点重力的总和重力场是什么0103表示重力场内各处的重力势能

3、相等，与等电位面相似等势面的性质02指示重力加速度方向，垂直于等势面，越密集表示重力加速度越大重力场线的性质圆周运动中的万有引力问题行星绕太阳的轨道是椭圆开普勒第一定律行星在轨道上的速度与到太阳的距离成反比开普勒第二定律行星绕太阳一周所用时间的平方与它到太阳平均距离的立方成正比开普勒第三定律天体间的万有引力遵循牛顿引力定律牛顿引力定律理论讲解课堂将重点进行理论讲解，深入剖析万有引力的概念和定律，并结合实际案例和计算演示，全面提高学生的理论学习水平。实验演示实验演示通过实验演示，学生可以直观感受到万有引力的作用，加通过实验演示，学生可以直观感受到万有引力的作用，加深对万有引力的理解和认识。深对万

4、有引力的理解和认识。答答行星的轨道遵循开普勒定律行星的轨道遵循开普勒定律行星的轨道是椭圆形行星的轨道是椭圆形问问什么是万有引力？什么是万有引力？如何计算万有引力的大小？如何计算万有引力的大小？答答万有引力是地球、月球、太阳万有引力是地球、月球、太阳等天体之间互相吸引的力量等天体之间互相吸引的力量万有引力的大小可以通过万有万有引力的大小可以通过万有引力公式计算引力公式计算问题讨论问问如何解决行星绕太阳的轨道问如何解决行星绕太阳的轨道问题？题？太阳系中行星的轨道形状是什太阳系中行星的轨道形状是什么？么？0202第2章 万有引力概念 什么是万有引力什么是万有引力万有引力是牛顿力学的基本概念，表示两个

5、物体之间存在万有引力是牛顿力学的基本概念，表示两个物体之间存在的相互吸引的力。在力学中，力是一个向量，具有大小和的相互吸引的力。在力学中，力是一个向量，具有大小和方向。方向。光学实验引发的光学实验引发的思考思考欧拉和丹麦科学家罗默的光学实验引发了牛顿思考：地球欧拉和丹麦科学家罗默的光学实验引发了牛顿思考：地球和月球之间的相互作用是什么力？他猜测是一种与地球有和月球之间的相互作用是什么力？他猜测是一种与地球有关的力，并开始了他的研究工作。关的力，并开始了他的研究工作。万有引力定律牛顿的万有引力定律是：任何两个物体之间都存在一个相互吸引的力，其大小与物体质量成正比，与物体之间的距离平方成反比。万有

6、引力定律的形式万有引力定律是研究行星运动的重要定律，可以解释天体运动的规律及轨道。万有引力定律的意义万有引力定律的公式推导需要使用牛顿第二定律、牛顿第三定律、开普勒三定律以及圆周运动定律等。万有引力定律公式的推导万有引力定律的万有引力定律的应用应用万有引力定律可以应用于研究行星运动、行星间的相互作万有引力定律可以应用于研究行星运动、行星间的相互作用、力学系统的分析等。在行星运动的研究中，根据万有用、力学系统的分析等。在行星运动的研究中，根据万有引力定律可以推导出行星的运动轨道、行星之间的距离、引力定律可以推导出行星的运动轨道、行星之间的距离、行星的质量等参数。行星的质量等参数。行星运动的规律及

7、公式推导行星运动的规律包括开普勒三定律和牛顿万有引力定律。行星运动的规律第一定律：行星绕太阳椭圆轨道运动，太阳位于椭圆的焦点上；第二定律：行星在离开太阳越远的地方速度越慢，在离开太阳越近的地方速度越快；第三定律：行星公转周期的平方与它的半长轴的立方成正比。开普勒三定律牛顿万有引力定律可以应用于研究行星之间的相互作用及轨道。牛顿万有引力定律月球的运动月球的运动月球围绕地球公转月球围绕地球公转月球自转周期和公转周期相等月球自转周期和公转周期相等月球表面存在大量撞击坑月球表面存在大量撞击坑地地球球和和月月球球的的相相互互作作用用地球和月球之间存在万有引力地球和月球之间存在万有引力相互作用相互作用月球

8、对地球的引力产生了潮汐月球对地球的引力产生了潮汐现象现象地球的自转对月球的运动产生地球的自转对月球的运动产生了影响了影响 地球和月球的运动地球的运动地球的运动地球围绕太阳公转地球围绕太阳公转地球自转一周需要地球自转一周需要2424小时小时地球自转轴倾斜地球自转轴倾斜23.523.5度度 0303第3章 重力场及其性质 重力场的定义及重力场的定义及本质本质重力场是指物体周围存在引力场，它是由一质点或多质点重力场是指物体周围存在引力场，它是由一质点或多质点所构成的系统所产生的，其本质就是物体产生的引力相互所构成的系统所产生的，其本质就是物体产生的引力相互作用。重力场的量纲为作用。重力场的量纲为N/

9、kgN/kg。重力场的性质重力场强度是指单位质点在重力场中所受的引力大小强度重力场是由质点产生的，其方向垂直于引力线的切线方向方向重力场随着距离或高度的变化而变化，其变化规律与引力公式相关变化重力势能重力势能重力势能是指物体在重力场中的位置所具有的能量，其公重力势能是指物体在重力场中的位置所具有的能量，其公式为式为EpmghEpmgh，其中，其中mm为物体质量，为物体质量，g g为重力加速度，为重力加速度，h h为为物体相对于参考点的高度。重力势能可以用来计算物体所物体相对于参考点的高度。重力势能可以用来计算物体所受力的大小或者物体的位移距离。受力的大小或者物体的位移距离。竖直上抛运动竖直上抛

10、运动竖直上抛运动是指物体在竖直竖直上抛运动是指物体在竖直向上的初速度下抛出后在重力向上的初速度下抛出后在重力场中运动场中运动上抛运动的最高点为抛出点，上抛运动的最高点为抛出点，上升和下落的运动轨迹对称上升和下落的运动轨迹对称物体的飞行时间为物体的飞行时间为2v0/g2v0/g，v0v0为初速度为初速度圆圆周周运运动动中中的的万万有有引引力问题力问题圆周运动中，物体受到向心力圆周运动中，物体受到向心力FcFc和引力和引力FgFg的作用的作用当当Fc=FgFc=Fg时，物体将做匀速圆时，物体将做匀速圆周运动周运动根据万有引力公式，可推导出根据万有引力公式，可推导出卫星的轨道方程卫星的轨道方程 牛顿

11、第二定律在重力场中的应用自由落体运动自由落体运动自由落体运动是指物体在重力自由落体运动是指物体在重力场中仅受重力作用的运动场中仅受重力作用的运动自由落体的速度随时间增加而自由落体的速度随时间增加而增加增加自由落体的加速度为重力加速自由落体的加速度为重力加速度度g g摆锤的周期跟重力势能的大小有关系摆锤0103重力势能的转化为动能可以计算物体的最终速度和落地的时间物体从高处下落02重力势能可以转化为动能，影响物体的速度和加速度物体沿斜面运动总结重力场是物体所产生的引力相互作用，其强度、方向和变化规律都有其特殊的性质。重力势能是重力场中物体位置的能量，可以用来计算物体所受力的大小或者物体的位移距离

12、。牛顿第二定律在重力场中有多个应用，如自由落体运动、竖直上抛运动和圆周运动中的引力问题。在应用中，重力势能的转化为动能在摆锤、斜面运动和自由落体中均有应用。0404第4章 引力场与静电场 引力场与静电场引力场与静电场的对比的对比引力场与静电场有许多相似之处，例如它们都是场的本质，引力场与静电场有许多相似之处，例如它们都是场的本质，由场源和场量表示。但是它们也有很多不同之处，例如引由场源和场量表示。但是它们也有很多不同之处，例如引力是质点间的相互作用，而静电是电荷间的相互作用。在力是质点间的相互作用，而静电是电荷间的相互作用。在应用上，它们也各自有其特殊的领域，例如引力决定了天应用上，它们也各自

13、有其特殊的领域，例如引力决定了天体运动，静电则决定了电子运动和化学反应等。体运动，静电则决定了电子运动和化学反应等。电势能与重力势能电势能与重力势能的定义概念电势能与重力势能的计算方法公式推导电势能与重力势能在能量守恒中的应用应用引力场强的图像引力场强的图像引力场强的图像是由正质量到引力场强的图像是由正质量到负质量的方向形成的矢量场负质量的方向形成的矢量场引力场强的大小与质量的大小引力场强的大小与质量的大小有关有关万有引力势能的计算万有引力势能的计算万有引力势能计算公式为万有引力势能计算公式为Ep-Ep-G*m1*m2/rG*m1*m2/r 以引力为例建立场强及势能图像场场强强与与势势能能的的

14、相相互互关系关系场强与势能的关系是重要的物场强与势能的关系是重要的物理概念理概念引力场强与万有引力势能是成引力场强与万有引力势能是成反比的关系反比的关系静电场强与电荷位置的关系静电场强的图像0103电势能可以用来描述电荷在电场中的能量电势能的应用02静电场势能与电荷的数量和位置有关静电场势能的计算引力场与静电场的应用引力场在天体运动、星球探测等领域有重要的应用引力场的应用静电场在电子学、静电除尘等领域有重要的应用静电场的应用引力场与静电场在各自的应用领域都有其独特的特点引力场与静电场的比较结语在日常生活中，我们经常会遇到引力和静电现象。通过本章的学习，我们可以更好地理解这些现象的本质和规律，并

15、了解它们在实际应用中的重要性。0505第5章 万有引力与宇宙演化 宇宙演化简介宇宙演化简介宇宙演化是宇宙从诞生到现在的发展历程，主要包括宇宙宇宙演化是宇宙从诞生到现在的发展历程，主要包括宇宙的起源、演化和结构。宇宙演化的研究揭示了宇宙的起源的起源、演化和结构。宇宙演化的研究揭示了宇宙的起源和进化规律，对我们认识宇宙具有重要意义。在宇宙演化和进化规律，对我们认识宇宙具有重要意义。在宇宙演化中，万有引力是起着重要作用的力量，它推动了宇宙的发中，万有引力是起着重要作用的力量，它推动了宇宙的发展和演化。展和演化。万有引力在宇宙演化中的作用万有引力推动宇宙的扩张宇宙的扩张万有引力促进了星系的形成星系的形

16、成万有引力是发现暗物质的重要依据暗物质的存在黑洞的定义及特黑洞的定义及特征征黑洞是由大量物质塌缩形成的天体，具有极大的引力场，黑洞是由大量物质塌缩形成的天体，具有极大的引力场，其引力场极强，光线无法逃脱，因此被称为其引力场极强，光线无法逃脱，因此被称为“黑洞黑洞”。黑。黑洞被认为是宇宙中最神秘、最具有吸引力的天体之一，其洞被认为是宇宙中最神秘、最具有吸引力的天体之一，其特点是质量大、体积小、密度极高、引力极强。特点是质量大、体积小、密度极高、引力极强。黑洞对时间的影响黑洞的强引力场能够让时间产生扭曲和变化时间的变化黑洞附近的时间流动缓慢，所以时间会被延长时间的延长黑洞内部的时间似乎停滞不前时间

17、的静止时间旅行的可能性目前我们还无法实现时间旅行，但是理论上是可能的。根据相对论，当我们接近黑洞时，时间会被扭曲和变化，这就为时间旅行提供了可能性。但是，由于时间旅行的实现需要超出我们现有的科技水平，因此目前还只是纯理论的探讨。相对论对万有引力的影响在相对论框架下，星系的引力会使得光线弯曲引力透镜效应相对论告诉我们，时间和空间是相互关联和影响的时间和空间的扭曲相对论对万有引力波的预言被物理学家们证实万有引力波的产生哥白尼的观点及哥白尼的观点及其启示其启示哥白尼曾认为太阳是宇宙的中心，而地球是绕太阳运行的。哥白尼曾认为太阳是宇宙的中心，而地球是绕太阳运行的。这一认识推动了天文学的发展，揭示了宇宙

18、的真实面目。这一认识推动了天文学的发展，揭示了宇宙的真实面目。类似的，万有引力的研究也能够揭示出宇宙的真实面目，类似的，万有引力的研究也能够揭示出宇宙的真实面目，帮助我们更好地认识宇宙。帮助我们更好地认识宇宙。万有引力的未来研究方向暗能量是宇宙中的一种力量，万有引力与暗能量的相互作用对宇宙的演化有重要影响暗能量的性质和作用万有引力波是宇宙中的一种波动现象，对宇宙的演化和黑洞的研究有重要意义万有引力波的更深入研究万有引力在宇宙演化中的作用对宇宙的末日有着重要影响，未来的研究应该进一步探讨这一问题宇宙末日的预测 0606第6章 总结 课程回顾1.万有引力定律2.地球表面引力3.行星运动轨道引力定律

19、1.力和加速度2.物体运动轨迹3.动量守恒定律牛顿第二定律1.引力场的概念2.引力场的性质3.引力场的应用万有引力场课程教学反思1.课堂互动2.实验教学3.讨论课教学方法1.知识点的重要性2.应用案例的丰富性3.学生的讨论教学内容1.学生学习兴趣2.考试成绩分析3.学生反馈调查教学效果课程评价1.课堂表现2.实验报告3.期末考试评价方法1.学生成绩分布2.学生评价反馈3.教师自评总结评价结果1.增加实验课时2.增加案例分析3.提高课堂互动建议和改进课程收获和感悟本课程内容繁多，但是让我对物理学的知识有了更深刻的认识，尤其是引力定律和牛顿定律的应用，让我对自然界的规律有了更好的理解。同时，学习中

20、的思考和讨论，提高了我的学习效率和能力。引力定律引力定律引力定律是牛顿力学的三大定律之一，它描述了两个物体引力定律是牛顿力学的三大定律之一，它描述了两个物体之间的引力大小与它们之间的距离平方成反比，与它们的之间的引力大小与它们之间的距离平方成反比，与它们的质量成正比。该定律的应用十分广泛，例如地球对物体的质量成正比。该定律的应用十分广泛，例如地球对物体的引力、天体运动轨道、万有引力场等。引力、天体运动轨道、万有引力场等。1.地球表面引力2.行星运动轨道3.万有引力场引力定律的应用01031.重心的概念2.平衡条件3.稳定性分析物体的重心和稳定性021.力和加速度2.物体运动轨迹3.动量守恒定律

21、牛顿第二定律的应用不同点不同点引力是吸引作用，电场是斥力引力是吸引作用，电场是斥力作用作用引力是所有物质间的作用，电引力是所有物质间的作用，电场只有电荷才具有的作用场只有电荷才具有的作用引力是无法撤销的，电场是可引力是无法撤销的，电场是可用电荷抵消的用电荷抵消的应用比较应用比较引力主要应用在天文学和航天引力主要应用在天文学和航天技术中技术中电场主要应用在电力工程和电电场主要应用在电力工程和电子学中子学中拓展知识拓展知识磁场也是一种场的概念，与电磁场也是一种场的概念，与电场、引力场都有相似之处场、引力场都有相似之处场理论对于物理学的发展起到场理论对于物理学的发展起到了重要的推动作用了重要的推动作用引力与电场比较相似点相似点都是场的概念都是场的概念都遵循相应的定律都遵循相应的定律都蕴含能量和势能都蕴含能量和势能 再会！