物理（人教版必修2）課件第6章第3節(jié)萬(wàn)有引力定律

第六章萬(wàn)有引力與航天第3節(jié)萬(wàn)有引力定律學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1.知道什么是“月—地”檢驗(yàn)．2．理解萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容．3．知道萬(wàn)有引力表達(dá)式的適用條件，會(huì)用它進(jìn)行計(jì)算．4．知道萬(wàn)有引力常量是自然界重要的物理常量之一.1.理解萬(wàn)有引力定律的含義是本節(jié)重點(diǎn)．2．萬(wàn)有引力定律的理解和應(yīng)用是本節(jié)難點(diǎn).一、月—地檢驗(yàn)閱讀教材“月—地檢驗(yàn)”部分，回答下列問(wèn)題．1．我們知道行星之所以不能遠(yuǎn)離太陽(yáng)，是因?yàn)樾行鞘艿搅颂?yáng)的引力．(1)月球或人造衛(wèi)星為什么能?chē)@地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)？為什么樹(shù)上的蘋(píng)果總是落回地球？地面上的物體受到的力與上述力是同性質(zhì)的力嗎？你有何猜想．提示：月球或人造衛(wèi)星因受到地球的引力而使它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)想把地面上的物體延伸到月球所在的位置，仍受地球的引力作用，它們也許是同性質(zhì)的力，遵循相同的規(guī)律．(2)月—地檢驗(yàn)．①月—地檢驗(yàn)的目的是什么？提示：驗(yàn)證“天上”的力與“地上”的力是同一種性質(zhì)的力．②月—地檢驗(yàn)的原理是什么？2．思考：在牛頓時(shí)代，重力加速度g、月—地間的距離、月球的公轉(zhuǎn)周期都能精確測(cè)定．地面附近的重力加速度g＝9.8m/s2，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為27.3天，月球繞地球的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r為地球半徑R的60倍．試結(jié)合上述情形分析討論以下問(wèn)題：(1)月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力由誰(shuí)提供？提示：地球?qū)υ虑虻囊Γ?2)在月球軌道上的物體受到的引力F1是它在地面附近受到的引力F2的幾分之幾？(3)物體在月球軌道上的加速度(月球公轉(zhuǎn)的加速度)是它在地面附近下落的加速度g(重力加速度)的幾分之幾？(4)上述(2)(3)得出的結(jié)論具有什么意義？提示：把“距離平方反比”規(guī)律推廣到自然界中任意兩個(gè)物體之間，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律．二、萬(wàn)有引力定律1．萬(wàn)有引力定律(1)內(nèi)容：自然界中______________都相互吸引，______________________________，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的________成正比，與它們之間距離r的__________成反比．(2)公式：__________．(3)引力常量G：英國(guó)物理學(xué)家__________在實(shí)驗(yàn)室利用扭秤裝置較準(zhǔn)確地得出了G的數(shù)值．G＝____________________．任何兩個(gè)物體

引力的

方向在它們的連線(xiàn)上

乘積

二次方

卡文迪許

6.67×10－11

N·m2/kg2

2．思考：萬(wàn)有引力定律的適用條件是什么？提示：只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力，當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí)，它們間的引力也可直接用公式計(jì)算，但式中的r是指兩球心間的距離．探究一萬(wàn)有引力定律1．萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容是什么？寫(xiě)出表達(dá)式．提示：不能．當(dāng)r→0時(shí)，萬(wàn)有引力公式已經(jīng)不再適用．答案：AD【題后總結(jié)】任何物體之間都有由于它們的質(zhì)量而存在的引力，這種引力叫萬(wàn)有引力，萬(wàn)有引力反映了這種引力的普遍性；而物體間的萬(wàn)有引力的大小及方向關(guān)系是由萬(wàn)有引力定律給出的，萬(wàn)有引力定律具有特殊性，它的適用范圍是：質(zhì)點(diǎn)和質(zhì)量分布均勻的球體．1．兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬(wàn)有引力為F，若兩個(gè)半徑是小鐵球2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬(wàn)有引力為(

)A．2F

B．4FC．8F D．16F答案：D探究二用“填補(bǔ)法”求解萬(wàn)有引力

如下圖所示為一質(zhì)量為M的球形物體，密度均勻，半徑為R，在距球心為2R處有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，若將球體挖去一個(gè)半徑為R/2的小球(兩球心和質(zhì)點(diǎn)在同一直線(xiàn)上，且挖去的球的球心在原來(lái)球心和質(zhì)點(diǎn)連線(xiàn)之間，兩球表面相切)，則剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力的大小是多少？【題后總結(jié)】計(jì)算一些不完整球形物體(含球穴)間的萬(wàn)有引力，常采用“填補(bǔ)法”．對(duì)本來(lái)是非對(duì)稱(chēng)的物體，通過(guò)填補(bǔ)后構(gòu)成對(duì)稱(chēng)物體，然后再利用對(duì)稱(chēng)物體所滿(mǎn)足的物理規(guī)律進(jìn)行求解的方法稱(chēng)為“填補(bǔ)法”．此類(lèi)問(wèn)題的解決方法是先把從均勻球體上挖去的部分補(bǔ)上，然后計(jì)算完整球體所受的萬(wàn)有引力，再計(jì)算補(bǔ)上部分所受萬(wàn)有引力，則兩者之差即為所求球體剩余部分所受的萬(wàn)有引力．必須注意，運(yùn)用“填補(bǔ)法”解題的關(guān)鍵是緊扣規(guī)律適用的條件，先填補(bǔ)，后運(yùn)算．而在運(yùn)用“填補(bǔ)法”解題的過(guò)程中，實(shí)際也體現(xiàn)了“等效法”的思想．2．對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解四性?xún)?nèi)容普遍性萬(wàn)有引力不僅存在于太陽(yáng)與行星、地球與月球之間，宇宙間任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力相互性?xún)蓚€(gè)有質(zhì)量的物體之間的萬(wàn)有引力是一對(duì)作用力和反作用力，總是滿(mǎn)足大小相等，方向相反，作用在兩個(gè)物體上宏觀(guān)性在地面上的一般物體之間，由于質(zhì)量比較小，物體間的萬(wàn)有引力比較小，與其他力比較可忽略不計(jì)，但在質(zhì)量巨大的天體之間，或天體與其附近的物體之間，萬(wàn)有引力起著決定性作用特殊性?xún)蓚€(gè)物體之間的萬(wàn)有引力只與它們本身的質(zhì)量和它們之間的距離有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無(wú)關(guān)，也與周?chē)欠翊嬖谄渌矬w無(wú)關(guān)3.萬(wàn)有引力定律適用的條件