2022-2023年高考物理一輪復(fù)習 專題：重力與萬有引力的關(guān)系課件(重點難點易錯點核心熱點經(jīng)典考點)

專題：重力與萬有引力的關(guān)系思考：1.重力是萬有引力嗎？2.二者大小相等嗎？3.可能相等嗎？課堂引入一、在地球表面上的物體OO′FNFnF引G如圖所示，在地面上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體受到地球的萬有引力F引，可以分解為物體受到的重力G和使物體隨地球做圓周運動（自轉(zhuǎn)）所需的向心力Fn、（方向指向地軸）。1.任意位置·2.赤道OFNFnF引G赤道處的物體受到地球的萬有引力F引可以分解為同一直線上的重力G和使物體隨地球做圓周運動（自轉(zhuǎn)）所需的向心力Fn、（方向指向地心），如圖所示。一、在地球表面上的物體·3.兩極OFNF引G兩極處的物體隨地球做圓周運動（自轉(zhuǎn)）所需的向心力Fn=0，此處受到地球的萬有引力F引就等于物體受到的重力G（方向指向地軸），如圖所示。·一、在地球表面上的物體OFNF引G·物體的重力隨緯度增大而增大。兩極最大，赤道最小。FNFnF引G一、在地球表面上的物體物體的重力隨緯度變化明顯嗎？·求一個質(zhì)量為1kg且位于北緯θ=60°的地面上的物體受到的萬有引力和所需的向心力，已知：地球半徑R=6400km、地球質(zhì)量M=6×1024kg、地球自轉(zhuǎn)周期T=24hOO′GFnF引一、在地球表面上的物體算一算：黃金代換·地球以Ｔ＝２4h的周期自轉(zhuǎn)，不發(fā)生瓦解的條件是赤道處的物體受到的萬有引力不小于該物體做圓周運動所需的向心力，即一、在地球表面上的物體地球不因自轉(zhuǎn)而瓦解的最小密度而地球平均密度的公認值為，所以足以保證地球處于穩(wěn)定狀態(tài)。二、天上的物體Rh“天上的物體”是指在空中繞地球轉(zhuǎn)動的物體。如圖，物體在空中時受到地球的萬有引力提供物體做圓周運動的向心力，即：F引隨著離地面的高度增加，萬有引力減小，物體的重力隨之減?。ㄖ亓铀俣葴p?。Ｈ⒖涨粚|(zhì)點的萬有引力均勻球殼內(nèi)部的質(zhì)點受到的球殼各部分引力的合力為零。hRM0M如圖，地球內(nèi)部距離表面為h處的物體受到的萬有引力是由內(nèi)部半徑為R－h(huán)的球體（紅色部分）施加的。外部（藍色部分）整體對物體的引力的合力為零。1.質(zhì)點位于球殼內(nèi)部如圖，球殼的質(zhì)量為M,半徑為R，質(zhì)點m到球殼表面的距離為h，那么質(zhì)點m受到的引為：

即質(zhì)點m受到的萬有引力為將球殼視為一位于球心處的與球殼等質(zhì)量的質(zhì)點與殼外質(zhì)點間的萬有引力。RmMh三、空腔對質(zhì)點的萬有引力2.質(zhì)點位于球殼外部課堂小結(jié)重力與引力的關(guān)系地上天上北極赤道內(nèi)部外部球殼【典例1】設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為T，質(zhì)量為M，引力常量為G。假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，半徑為R。同一物體在南極和赤道水平面上靜止時所受到的支持力之比為（）典例分析【正確答案】A【解析】在赤道上可得在南極由兩式可得典例分析【正確答案】A【典例2】已知地球的質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G。赤道上地球表面附近的重力加速度用ge表示，北極處地球表面附近的重力加速度用gN表示，將地球視為均勻球體。（1）用已知量寫出gN的表達式；（2）請比較ge與gN的大小并求出二者的差值；典例分析典例分析【典例3】體育比賽中的田賽可分為跳躍、投擲兩類項目，田賽成績會受到緯度的影響。已知迄今男子跳高世界紀錄為2.45m，鉛球世界紀錄為23.12m（鉛球運動中最高點約8m）。請分析并說明在運動員體能和技巧都確定的情況下，比賽在高緯度地區(qū)和低緯度地區(qū)進行相比，哪里更容易創(chuàng)造世界紀錄？對跳高和鉛球這兩項比賽來說，因緯度不同造成運動成績的數(shù)值變化更大的是哪項？（不考慮空氣阻力和海拔高度的影響）典例分析典例分析【典例4】質(zhì)量分布均勻、半徑為R的球狀星云，其表面重力加速度為g。由于熱膨脹的發(fā)生導(dǎo)致該星云半徑變?yōu)?R，若此過程中質(zhì)量保持不變且質(zhì)量仍分布均勻。忽略星云自轉(zhuǎn)，則變化后的星云表面的重力加速度為（）A． B． C． D．典例分析【正確答案】A【解析】星云表面物體的重力等于萬有引力，故得當半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，則重力加速度為0.25g。典例分析【正確答案】A【典例5】2020年11月10日8時12分，我國載人深海潛水器“奮斗者”號在馬里亞納海溝成功坐底，下潛深度達到10909米，創(chuàng)造了中國載人深潛的新紀錄。假設(shè)地球是半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體，已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零。某次“奮斗者”號潛水器下潛深度為h，則地面處和“奮斗者”號潛水器所在位置的重力加速度大小之比為（）典例分析【正確答案】BA．B．C．D．【解析】質(zhì)量為m的物體在質(zhì)量為M的均勻球體內(nèi)距離球心為r處所受的萬有引力為F，則，其中所以，對應(yīng)的重力加速度為地球表面處r=R，所以地球表面處的重力加速度在深度為h的海底r=R-h，對應(yīng)的重力加速度所以典例分析【正確答案】B【典例6】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，如圖所示。已知挖去小球的質(zhì)