高中物理 第六章 萬有引力與航天 第二、三節(jié) 萬有引力定律課件 新人教版必修2.ppt

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第二節(jié) 太陽與行星間的引力 第三節(jié) 萬有引力定律,第六章 萬有引力與航天,[學(xué)習(xí)目標(biāo)] 1.知道太陽與行星間存在引力作用及行星繞太陽運(yùn)動的向心力是由太陽對它的引力提供． 2.了解萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，理解萬有引力定律的內(nèi)容，會用萬有引力定律公式解決有關(guān)問題，注意公式的適用條件． 3.知道引力常量的測定方法及其在物理學(xué)上的重要意義．,,第六章 萬有引力與航天,拓展延伸?———————————(解疑難) 太陽與行星間的引力關(guān)系的理解 1．G是比例系數(shù)，與行星和太陽均沒有關(guān)系． 2．太陽與行星間的引力規(guī)律，也適用于行星與其衛(wèi)星間的引力． 3．該引力規(guī)律普遍適用于任何兩個有質(zhì)量的物體． 4．物體之間的相互引力沿兩個物體連線的方向，指向施力物體．,1.(1)太陽對行星的引力提供行星做圓周運(yùn)動的向心力．( ) (2)太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離成反比．( ) (3)太陽對行星的引力公式是由實驗得出的．( ) (4)太陽對行星的引力公式是由開普勒行星運(yùn)動定律和行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律推導(dǎo)出來的．( ),√,,,√,二、月—地檢驗(閱讀教材P39～P40) 1．猜想：維持月球繞地球運(yùn)動的力與使物體下落的力是同一種力，遵從“__________”的規(guī)律． 3．結(jié)論：計算結(jié)果與預(yù)期符合得很好．這表明：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．,平方反比,2.(1)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．( ) (2)地面物體所受地球的引力只與物體的質(zhì)量有關(guān)，即G＝mg.( ) (3)月球所受地球的引力只與月球質(zhì)量有關(guān)．( ),√,,,三、萬有引力定律(閱讀教材P40～P41) 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______________，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成_____，與它們之間距離r的二次方成__________． 3．引力常量G：由英國物理學(xué)家卡文迪許測量得出，常取G＝_____________Nm2/kg2.,它們的連線上,正比,反比,6.6710－11,拓展延伸?———————————(解疑難) 1．公式的適用條件 (1)嚴(yán)格地說，萬有引力定律適用于計算質(zhì)點間的相互作用，當(dāng)兩個物體間的距離比物體本身大得多時，可用此公式計 算，r為兩質(zhì)點間的距離． (2)兩個質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用，也可用此定律來計算，其中r是兩球心間的距離． (3)一個均勻球體與球外一個質(zhì)點之間的萬有引力也可用此定律來計算，其中r為球心到質(zhì)點間的距離．,2．引力常量測定的意義 (1)卡文迪許通過改變質(zhì)量和距離，證實了萬有引力的存在及萬有引力定律的正確性． (2)第一次測出了引力常量，使萬有引力定律能進(jìn)行定量計 算，顯示出真正的實用價值．,3．對萬有引力定律的理解,萬有引力不僅存在于太陽與行星、地球與月球之間，宇宙間任意兩個有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力,兩個有質(zhì)量的物體之間的萬有引力是一對作用力和反作用力，總是滿足大小相等、方向相反、作用在兩個物體上,地面上的一般物體之間的萬有引力比較小，與其他力比較可忽略不計，但在質(zhì)量巨大的天體之間或天體與其附近的物體之間，萬有引力起著決定性作用,兩個物體之間的萬有引力只與它們本身的質(zhì)量和它們間的距離有關(guān)，而與物體所在空間的性質(zhì)無關(guān)，也與周圍是否存在其他物體無關(guān),C,1．萬有引力定律只適用于兩個質(zhì)點間的作用，均勻球體可看成是質(zhì)量全部集中在球心的一個質(zhì)點，對于非均勻球體，可采用割補(bǔ)法轉(zhuǎn)化成均勻球體來計算． 2．當(dāng)物體不能看成質(zhì)點時，可以把物體假想分割成無數(shù)個質(zhì)點，求出兩個物體上每個質(zhì)點與另一個物體上所有質(zhì)點的萬有引力，然后求合力(高中一般不涉及)．,萬有引力大小的計算,———————(自選例題，啟迪思維) 1.兩個大小相同的實心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F，若兩個半徑是小鐵球2倍的實心大鐵球緊靠在一 起，則它們之間的萬有引力為( ) A．2F B．4F C．8F D．16F,D,2.一名宇航員來到一個星球上，如果該星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的一半，它的直徑也是地球直徑的一半，那么這名宇航員在該星球上所受的萬有引力大小是他在地球上所受萬有引力大小的( ) A．0.25倍 B．0.5倍 C．2倍 D．4倍,C,萬有引力與重力的關(guān)系,———————(自選例題，啟迪思維) 1.假如地球自轉(zhuǎn)速度增大，下列說法中正確的是( ) A．放在赤道地面上物體的萬有引力不變 B．放在兩極地面上物體的重力不變 C．放在赤道地面上物體的重力減小 D．放在兩極地面上物體的重力增大 [解析] 地球自轉(zhuǎn)角速度增大，物體受到的萬有引力不變，選項A正確；在兩極，物體受到的萬有引力等于其重力，則其重力不變，選項B正確，D錯誤；而對放在赤道地面上的物體，F(xiàn)萬＝G重＋mω2R，由于ω增大，則G重減小，選項C正確．,ABC,D,[答案] 1.92104 km,物體在其他行星上做勻速運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動、自由落體運(yùn)動、豎直上拋運(yùn)動、平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動等，與在地球上做這些運(yùn)動性質(zhì)相同且遵守相同的規(guī)律，仍可用牛頓力學(xué)知識解決．不同之處是兩處的重力加速度不同，在地球上g是作為已知的，而在其他行星上g未知．因此解決這類問題的關(guān)鍵是求行星上的重力加速度g.,物體在其他行星上的運(yùn)動,1.某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的9倍，半徑約為地球半徑的一半，若從地球表面高h(yuǎn)處平拋一物體，射程為60 m，則在該星球上，從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程應(yīng)為 ( ) A．10 m B．15 m C．90 m D．360 m,———————(自選例題，啟迪思維),A,2.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t，小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處．(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空氣阻力不計) (1)求該星球表面附近的重力加速度g′； (2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星∶R地＝1∶4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星∶M地．,[答案] (1)2 m/s2 (2)1∶80,[答案] (1)9.803 7 N (2)17倍,[名師點評] 假設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度增大，則赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動所需向心力增大，“飄起”時，萬有引力全部用來提供向心力．,答案：1.271014 kg/m3,