7.2 萬有引力定律—人教版（2019）高中物理必修第二冊課件(共35張PPT)

1、高一物理備課組高一物理備課組2萬有引力定律學習目標學習目標1.知道太陽對行星的引力提供了行星做圓周運動的向心力，能利用開普勒第三定律、牛頓運動定律推導(dǎo)出太陽與行星之間引力的表達式.2.了解月地檢驗的內(nèi)容和作用.3.理解萬有引力定律內(nèi)容、含義及適用條件.4.認識引力常量測定的重要意義，能應(yīng)用萬有引力定律解決實際問題.課前預(yù)習01行星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動.設(shè)行星的質(zhì)量為m，速度為v，行星到太陽的距離為r.天文觀測測得行星公轉(zhuǎn)周期為T，則行星與太陽間的引力一月地檢驗二2.驗證：(1)蘋果自由落體加速度a蘋g9.8 m/s2.(2)月球中心距地球中心的距離r3.8108 m.月球公轉(zhuǎn)周期T2

2、7.3 d2.36106 s3.結(jié)論：地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力，遵從 的規(guī)律.2.71032.8104相同1.內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的 ，引力的大小與物體的 成正比，與它們之間 成反比.2.表達式： ，其中G叫作引力常量.萬有引力定律三連線上質(zhì)量m1和m2的乘積距離r的二次方牛頓得出了萬有引力與物體質(zhì)量及它們之間距離的關(guān)系，但沒有測出引力常量G.英國物理學家 通過實驗推算出引力常量G的值.通常情況下取G_ Nm2/kg2.引力常量四卡文迪什6.671011即學即用1.判斷下列說法的正誤.(1)萬有引力不僅存在于天體之間，也

3、存在于普通物體之間.()(2)牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測出了引力常量.()(3)質(zhì)量一定的兩個物體，若距離無限小，它們間的萬有引力趨于無限大.()(4)把物體放在地球中心處，物體受到的引力無窮大.()(5)由于太陽質(zhì)量大，太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力.()2.兩個質(zhì)量都是1 kg的物體(可看成質(zhì)點)，相距1 m時，兩物體間的萬有引力F_ N，其中一個物體的重力F_ N，萬有引力F與重力F的比值為_.(已知引力常量G6.671011 Nm2/kg2，取重力加速度g10 m/s2)6.671011106.671012課堂探究02對太陽與行星間引力的理解一導(dǎo)學探究1.是什么原因使行星繞太陽

4、運動？答案太陽對行星的引力使行星繞太陽運動.2.在推導(dǎo)太陽與行星間的引力時，我們對行星的運動怎么簡化處理的？用了哪些知識？答案將行星繞太陽的橢圓運動看成勻速圓周運動.在推導(dǎo)過程中，用到了向心力公式、開普勒第三定律及牛頓運動定律.知識深化萬有引力定律的得出過程解析由于力的作用是相互的，則F和F大小相等、方向相反，是作用力與反作用力，太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力，故正確答案為B、D.萬有引力定律二導(dǎo)學探究(1)通過月地檢驗結(jié)果表明，地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從相同的規(guī)律.一切物體都存在這樣的引力，如圖1，那么，為什么通常兩個人(假設(shè)兩人可

5、看成質(zhì)點，質(zhì)量均為100 kg，相距1 m)間的萬有引力我們卻感受不到？圖圖1(2)地球?qū)θ说娜f有引力與人對地球的萬有引力大小相等嗎？答案相等.它們是一對相互作用力.知識深化1.萬有引力定律表達式：FG ，G6.671011 Nm2/kg2.2.萬有引力定律公式適用的條件(1)兩個質(zhì)點間的相互作用.(2)一個均勻球體與球外一個質(zhì)點間的相互作用，r為球心到質(zhì)點的距離.(3)兩個質(zhì)量均勻的球體間的相互作用，r為兩球心間的距離.例2關(guān)于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是A.不能看作質(zhì)點的兩物體間不存在相互作用的引力D.引力常量的大小是牛頓首先測出來的，且約等于6.671011 Nm2/kg2解析任

6、何兩物體間都存在相互作用的引力，故稱萬有引力，A錯；物體間的萬有引力與它們之間距離r的二次方成反比，故r減小，它們之間的引力增大，C對；引力常量G是由卡文迪什首先精確測出的，D錯.例3如圖2所示，兩球間的距離為r0.兩球的質(zhì)量分布均勻，質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為r1、r2，則兩球間的萬有引力大小為圖圖2例4(2019江川二中高一期末)一個質(zhì)量均勻分布的球體，半徑為2r，在其內(nèi)部挖去一個半徑為r的球形空穴，其表面與球面相切，如圖3所示.已知挖去小球的質(zhì)量為m，在球心和空穴中心連線上，距球心d6r處有一質(zhì)量為m2的質(zhì)點，求：(1)被挖去的小球挖去前對m2的萬有引力為多大？圖圖3解析被挖去的小

7、球挖去前對m2的萬有引力為(2)剩余部分對m2的萬有引力為多大？重力和萬有引力的關(guān)系三1.物體在地球表面上所受引力與重力的關(guān)系：除兩極以外，地面上其他點的物體，都圍繞地軸做圓周運動，這就需要一個垂直于地軸的向心力.地球?qū)ξ矬w引力的一個分力F提供向心力，另一個分力為重力G，如圖4所示.圖圖4(2)當物體在赤道上時：Fm2R最大，此時重力最小(3)從赤道到兩極：隨著緯度增加，向心力Fm2R減小，F(xiàn)與F引夾角增大，所以重力G在增大，重力加速度增大.因為F、F引、G不在一條直線上，重力G與萬有引力F引方向有偏差，重力大小mgG .2.重力與高度的關(guān)系若距離地面的高度為h，則mgG (R為地球半徑，g為

8、離地面h高度處的重力加速度).在同一緯度，距地面越高，重力加速度越小.3.特別說明(1)重力是物體由于地球吸引產(chǎn)生的，但重力并不是地球?qū)ξ矬w的引力.(2)在忽略地球自轉(zhuǎn)的情況下，認為mgG .例5(多選)萬有引力定律能夠很好地將天體運行規(guī)律與地球上物體運動規(guī)律具有的內(nèi)在一致性統(tǒng)一起來.用彈簧測力計稱量一個相對于地球靜止的質(zhì)量為m的小物體的重力，隨稱量位置的變化可能會有不同的結(jié)果.已知地球質(zhì)量為M，引力常量為G.將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體.下列說法正確的是(1)在火星表面上受到的重力是多少？答案222.2 N(2)若宇航員在地球表面能跳1.5 m高，那他在火星表面能跳多高？答案3.3

9、75 m當堂達標031.(對萬有引力定律的理解)(2019武威第十八中學高一期末)對于萬有引力定律的表達式FG ，下列說法正確的是A.公式中G為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的B.當r趨近于零時，萬有引力趨于無窮大C.對于m1與m2間的萬有引力，質(zhì)量大的受到的引力大D.m1與m2受到的引力是一對平衡力1234解析萬有引力定律的表達式FG ，公式中G為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的，選項A正確；1234當r趨近于零時，萬有引力定律表達式不再適用，選項B錯誤；m1與m2間的萬有引力是相互作用力，兩物體受到的萬有引力是等大反向的，選項C錯誤；m1與m2受到的引力是一對相互作用力，因作用在兩個物體上，故不是平衡力，選項D錯誤.2.(月地檢驗) 若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗證12343.(萬有引力定律的簡單應(yīng)用)兩個完全相同的實心均質(zhì)小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F.若將兩個用同種材料制