高一物理必修2第六章萬有引力與航天第二節(jié)太陽與行星間的引力學(xué)案2

1、.必修2 第六章 萬有引力與航天第二節(jié) 太陽與行星間的引力年級： 班級： 學(xué)號： 姓名： 學(xué)習(xí)目的：1.理解萬有引力定律得出的過程和思路.2.理解萬有引力定律內(nèi)容、含義及適用條件.3.認(rèn)識(shí)萬有引力定律的普遍性，能應(yīng)用萬有引力定律解決實(shí)際問題.學(xué)習(xí)重、難點(diǎn)：應(yīng)用萬有引力定律解決實(shí)際問題 學(xué)習(xí)過程：【復(fù)習(xí)交流】：開普勒三大定律是： 【新知探究】一、月地檢驗(yàn)導(dǎo)學(xué)探究1地球半徑R地6 400 km，月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r60R地，運(yùn)行周期T27.3天2.36×106 s，求月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度a月；2地球外表物體自由下落的加速度g一般取多大？，a月與g的比值是多大？3根據(jù)萬

2、有引力公式及牛頓第二定律推算，月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度是地面附近自由落體加速度g的多少倍？比較2、3結(jié)論說明什么？知識(shí)深化月地檢驗(yàn)的推理與驗(yàn)證1.月地檢驗(yàn)的目的：檢驗(yàn)維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使物體下落的力是否為同一種性質(zhì)的力，是否都遵從“平方反比的規(guī)律.2.推理：月心到地心的間隔 約為地球半徑的60倍，假如月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與地面上使物體下落的力是同一性質(zhì)的力，那么月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度應(yīng)該大約是它在地面附近下落時(shí)加速度的.3.驗(yàn)證：根據(jù)的月地間隔 r，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T，由a月r，計(jì)算出的月球繞地球的向心加速度a月，近似等于，那么證明了地球外表的重力與地球吸引月球的力是一

3、樣性質(zhì)的力.例1“月地檢驗(yàn)的結(jié)果說明A.地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種性質(zhì)的力B.地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力不是同一種性質(zhì)的力C.地面物體所受地球的引力只與物體的質(zhì)量有關(guān)，即GmgD.月球所受地球的引力只與月球質(zhì)量有關(guān)二、萬有引力定律導(dǎo)學(xué)探究如圖1所示，天體是有質(zhì)量的，人是有質(zhì)量的，地球上的其他物體也是有質(zhì)量的.圖11任意兩個(gè)物體之間都存在萬有引力嗎？為什么通常兩個(gè)物體間感受不到萬有引力，而太陽對行星的引力可以使行星圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)？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1任意兩個(gè)物體間都存在著萬有引力.但由于地球上物體的質(zhì)量一般很小相比較天體

4、質(zhì)量，地球上兩個(gè)物體間的萬有引力是遠(yuǎn)小于地面對物體的摩擦力，通常感受不到，但天體質(zhì)量很大，天體間的引力很大，對天體的運(yùn)動(dòng)起決定作用.2相等.它們是一對互相作用力.知識(shí)深化1.萬有引力定律表達(dá)式FG，式中G為引力常量.G6.67×1011 N·m2/kg2，由英國物理學(xué)家卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室中比較準(zhǔn)確地測出.測定G值的意義：1證明了萬有引力定律的存在；2使萬有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值.2.萬有引力定律的適用條件1在以下三種情況下可以直接使用公式FG計(jì)算：求兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力：當(dāng)兩物體間間隔 遠(yuǎn)大于物體本身大小時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)，公式中的r表示兩質(zhì)點(diǎn)間的間隔 .求兩個(gè)均勻球體間

5、的萬有引力：公式中的r為兩個(gè)球心間的間隔 .一個(gè)質(zhì)量分布均勻球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的萬有引力：r指質(zhì)點(diǎn)到球心的間隔 .2對于兩個(gè)不能看成質(zhì)點(diǎn)的物體間的萬有引力，不能直接用萬有引力公式求解，切不可根據(jù)FG得出r0時(shí)F的結(jié)論而違犯公式的物理含義.因?yàn)椋藭r(shí)由于r0，物體已不再能看成質(zhì)點(diǎn)，萬有引力公式已不再適用.3當(dāng)物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，可以把物體假想分割成無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)，求出物體上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)與另一個(gè)物體上所有質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力，然后求合力.例2多項(xiàng)選擇以下說法正確的選項(xiàng)是A.萬有引力定律FG適用于兩質(zhì)點(diǎn)間的作用力計(jì)算B.據(jù)FG，當(dāng)r0時(shí)，物體m1、m2間引力F趨于無窮大C.把質(zhì)量為m的小球放在質(zhì)量為M、半徑為

6、R的大球球心處，那么大球與小球間萬有引力FGD.兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的別離的球體之間的互相作用力也可以用FG計(jì)算，r是兩球體球心間的間隔 例3如圖2所示，兩球間的間隔 為r，兩球的質(zhì)量分布均勻，質(zhì)量大小分別為m1、m2，半徑大小分別為r1、r2，那么兩球間的萬有引力大小為圖2A.G B.GC.G D.G三、“挖補(bǔ)法分析質(zhì)點(diǎn)和球殼之間的引力例4有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體，在間隔 球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn).現(xiàn)從M中挖去半徑為R的球體，如圖3所示，那么剩余部分對m的萬有引力F為圖3A. B.C. D.【練習(xí)拓展】：1.對萬有引力定律的理解多項(xiàng)選擇關(guān)于萬有引力和萬有引力定律的理解正

7、確的選項(xiàng)是A.不能看做質(zhì)點(diǎn)的兩物體間不存在互相作用的引力B.只有能看做質(zhì)點(diǎn)的兩物體間的引力才能用F計(jì)算C.由F知，兩物體間間隔 r減小時(shí)，它們之間的引力增大D.萬有引力常量的大小首先是由卡文迪許測出來的，且約等于6.67×1011 N·m2/kg22.萬有引力公式的簡單應(yīng)用兩個(gè)密度均勻的球體，兩球心相距r，它們之間的萬有引力為108 N，假設(shè)它們的質(zhì)量、球心間的間隔 都增加為原來的2倍，那么它們間的萬有引力為A.108 N B.0.25×108 NC.4×108 N D.104 N3.萬有引力定律的簡單應(yīng)用兩個(gè)完全一樣的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F.假設(shè)將兩個(gè)用同種材料制成的半徑是小鐵球2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，那么兩大鐵球之間的萬有引力為A.2F B.4F C.8F D.16F4.萬有引力定律的簡單應(yīng)用設(shè)地球外表重力加速度為g0，