高一物理《6.4萬有引力理論的成就》課件

溫故而知新公式：萬有引力內(nèi)容自然界中任何兩個(gè)物體…….引力的方向在他們的連線上……….G=6.67×10－11N.m2/kg2引力常數(shù)卡文迪許適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)或者兩個(gè)勻質(zhì)球體之間.mF心θROωF引mg重力與萬有引力的關(guān)系即：如果忽略地球自轉(zhuǎn)mg=GMm/R2

可見，重力只是物體所受萬有引力的一個(gè)分力，但是由于另一個(gè)分力F向特別小，所以一般近似認(rèn)為地球表面（附近）上的物體，所受重力等于萬有引力則重力加速度隨高度的增加而減小。1、當(dāng)物體距地面高H時(shí)（地球半徑為R）

GMg’=——

(R+H)22、因?yàn)榈厍虿皇钦蝮w，越往兩極半徑越小

GMg=—— R2重力加速度隨緯度的增加而增加近似計(jì)算時(shí)：mg=GMm/R2

A．公式中G為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，而不是人為規(guī)定的

B．當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力趨近于無窮大

C．m1與m2受到的引力總是大小相等的，與m1、m2是否相等無關(guān)

D．m1與m2受到的引力總是大小相等、方向相反的，是一對(duì)平衡力1.對(duì)于萬有引力定律的表達(dá)式F=G下面說法中正確的是知識(shí)反饋:相信自己一定行！認(rèn)真思考喔！【答案】AC【解析】

引力常量G是卡文迪許利用扭秤裝置測(cè)得，選項(xiàng)A正確。當(dāng)r趨近于零時(shí)，物體不能看成質(zhì)點(diǎn),不再適用，所以由它得出的結(jié)論是錯(cuò)誤的，B選項(xiàng)錯(cuò)。m1、m2之間的引力是一對(duì)相互作用力，它們大小相等，方向相反，但由于分別作用在兩個(gè)物體上，所以不能平衡。C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.F=G2.兩個(gè)物體的質(zhì)量分別是m1和m2，當(dāng)它們相距為r時(shí)，它們之間的引力是F=__________。(1)若把m1改為2m1，其他條件不變，則引力為______F。(2)若把m1改為2m1，m2改為3m2，r不變，則引力為

F。(3)若把r改為2r，其他條件不變，則引力為_____F。(4)若把ml改為3m1，m2改為m2/2，r改為r/2，則引力為_________F。261/46

G3.如圖所示，兩球的質(zhì)量均勻分布，大小分別為m1、m2，則兩球間的萬有引力大小為（）A.B.C.D.分析:

對(duì)于均勻的球體,應(yīng)是兩球心間距D

4.地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，在登月飛船通過月、地之間的某一位置時(shí)，月球和地球?qū)λ囊Υ笮∠嗟龋撐恢玫皆虑蛑行暮偷厍蛑行牡木嚯x之比為()A．1：27B．1：9C．1：3D．9：1B5：設(shè)地球表面的重力加速度為g,物體在距地心4R（R是地球半徑）處，由于地球的引力作用而產(chǎn)生的重力加速度g‘，則g/g‘為

A、1B、1/9；

C、1/4D、1/16。D5.萬有引力定律的應(yīng)用(2)“天上”：萬有引力提供向心力（1）“人間”：萬有引力近似等于重力mg=GMm/R2中心天體M轉(zhuǎn)動(dòng)天體m軌道半經(jīng)r明確各個(gè)物理量天體半經(jīng)R注意：字母的規(guī)范、大小寫問題；應(yīng)區(qū)分中心天體、環(huán)繞天體；球體半徑、軌道半徑等問題。例題：設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。人造地球衛(wèi)星在圓軌道半徑上運(yùn)行，質(zhì)量為m，軌道半徑為r。那么，在該軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度，角速度，周期各是多少？解析：地球與衛(wèi)星間的萬有引力為向心力，則一、“稱量地球的質(zhì)量”R--------為地體的半徑g---------地體表面的重力加速度練習(xí)1、利用下列哪組數(shù)據(jù)可以算出地球的質(zhì)量()A、已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度gB、已知衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和周期TC、已知衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和角速度ωD、已知衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度v和周期TABCD一宇航員為了估測(cè)一星球的質(zhì)量，他在該星球的表面做自由落體實(shí)驗(yàn)：讓小球在離地面h高處自由下落，他測(cè)出經(jīng)時(shí)間t小球落地，又已知該星球的半徑為R，試估算該星球的質(zhì)量。2hR2/Gt2練習(xí)：二、計(jì)算中心天體的質(zhì)量已知:地球半徑月亮周期月亮軌道半徑：F引=Fn1.計(jì)算地球的質(zhì)量若是近地衛(wèi)星R=r2.計(jì)算太陽的質(zhì)量我們可以測(cè)出太陽某行星的公轉(zhuǎn)周期T、軌道半徑rF引=Fn只可求出中心天體的質(zhì)量，求不出環(huán)繞體的質(zhì)量。

1.登月密封艙在離月球表面h處的空中沿圓形軌道運(yùn)行，周期是T，已知月球的半徑是R，萬有引力常數(shù)是G，據(jù)此試計(jì)算月球的質(zhì)量。解：登月密封艙相當(dāng)于月球的衛(wèi)星，對(duì)密封艙有：r=R+h得：①②rR練習(xí)2.已知引力常量G、地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，地球繞太陽運(yùn)行的周期T，僅利用這三個(gè)數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有（）A.地球的質(zhì)量B.太陽的質(zhì)量C.太陽的半徑D.地球繞太陽運(yùn)行速度的大小BD3：地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期跟月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期之比是p，地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑跟月球繞地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比是q，則太陽跟地球的質(zhì)量之比M日

:M地為()A．q3/p2B．p2q3

Cp3/q2D．無法確定A4.地球表面處重力加速度g取10m/s2，地球的半徑R取6400km，引力常數(shù)G為6.67×10-11Nm2/kg2,由上述條件，可推得地球平均密度得表達(dá)式是

把上述數(shù)據(jù)代入，可算得其值為

kg/m35．6×1035.一物體在某星球的表面受到的引力為在地球表面所受引力的n倍,該星球的半徑是地球半徑的m倍,若該星球和地球的質(zhì)量分布都是均勻的,則該星球的密度是地球密度的多少倍?n/m三.求天體表面的重力加速度在天體表面:mg0=GMm/R2g0=GM/R2在離地h處：由mg’=GMm/(R+h)2g’=GM/(R+h)2M——中心天體質(zhì)量m——環(huán)繞天體或者物體質(zhì)量——軌道加速度練習(xí)1、已知月球的質(zhì)量是7.3×1022kg，半徑是1.7×103km，月球表面的自由落體加速度有多大？這對(duì)宇航員在月球表面的行動(dòng)會(huì)產(chǎn)生什么影響？解：在月球表面有：月球?qū)τ詈絾T的重力等于月球?qū)τ詈絾T的引力，則：代入數(shù)據(jù)得：＝1.68練習(xí)2：假如把地球上的體育器械搬到質(zhì)量和半徑均為地球兩倍的星球上進(jìn)行比賽，那么運(yùn)動(dòng)員與在地球上的比賽相比（不考慮星球自轉(zhuǎn)和空氣阻力影響），下列說法正確的是（）舉重運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)會(huì)更好立定跳遠(yuǎn)成績(jī)會(huì)更好跳水運(yùn)動(dòng)員在空中完成動(dòng)作時(shí)間更長(zhǎng)D.射擊運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)會(huì)更好ABC練習(xí)三..蘋果落向地球,而不是地球向上運(yùn)動(dòng)碰到蘋果,產(chǎn)生這個(gè)現(xiàn)象的原因是（）A.由于地球?qū)μO果有引力，而蘋果對(duì)地球沒有引力造成的B.由于蘋果質(zhì)量小，對(duì)地球的引力小，而地球質(zhì)量大，對(duì)蘋果的引力大造成的C.蘋果與地球間的相互引力是相等的，由于地球質(zhì)量極大，不可能產(chǎn)生明顯加速度D.以上說法都不對(duì)C4.已知某星球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星:M地=9:1,半徑之比R星:R地=2:1。若某人在兩星球表面高H處以相同的初速度v0

平拋一物體，試求在星球和地球上的水平位移之比是多少？（不考慮星球自轉(zhuǎn)和空氣阻力的影響）學(xué)以致用四、發(fā)現(xiàn)未知天體

１、海王星的發(fā)現(xiàn)

英國劍橋大學(xué)的學(xué)生，23歲的亞當(dāng)斯，經(jīng)過計(jì)算，提出了新行星存在的預(yù)言．他根據(jù)萬有引力定律和