高中物理万有引力定律及引力常量的测定.ppt

第 5 章,考向一,理解教材新知,第 1 节,把握热点考向,应用创新演练,考向二,知识点一,知识点二,随堂基础巩固,课时跟踪训练,知识点三,知识点四,焦点,行星运行的规律,相等,1开普勒第一定律 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳位于椭圆的一个 上。 2开普勒第二定律 太阳与任何一个行星的连线(矢径)在 的时间内扫过的面积相等。 3开普勒第三定律 行星绕太阳运行轨道 的立方与其 的平方成正比，即 k。,半长轴r,公转周期T,1关于行星的运动，下列说法中正确的是 ( ) A行星轨道的半长轴越大，自转周期就越长 B行星轨道的半长轴越大，公转周期就越长 C水星的半长轴最小，公转周期最长 D以上说法都不正确,答案：B,万有引力定律,1内容 自然界中任何两个物体都是 的，引力的方向沿两物体的 ，引力的大小F与这两个物体 的乘积m1m2 成正比，与这两个物体间 的平方成反比。 2公式 F ，其中质量的单位为kg，距离的单位为 m, 力的单位为 N，G是比例系数，叫引力常量。通常取G 。,相互吸引,连线,质量,距离r,6.671011m3/(kgs2),3公式适用条件 适用于两个 间的相互作用。 4“月地”检验 证明了地球与物体间的引力和天体间的引力具有 ，遵循 。,质点,相同性质,同样的规律,1万有引力的“四性”,2两个质量大小相等的实心小铁球紧靠在一起，它们之间 的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为 ( ) AF/4 B4F C8F D16F,答案： D,万有引力与重力的关系,图511,答案： D,1.卡文迪许实验,引力常量的测定及其意义,2引力常量测定的意义 (1)卡文迪许通过改变质量和距离，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性。 (2)第一次测出了引力常量，使万有引力定律能进行定量计算，显示出真正的实用价值。 (3)标志着力学实验精密程度的提高，开创了测量弱力的新时代。 (4)引力常量G的测出也表明：任何规律的发现都是经过理论上的推理和实验上的反复验证才能完成。,4关于引力常量G，下列说法中正确的是( ) AG值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值 B引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物 体间距离的平方成正比 C引力常量G的物理意义是：两个质量都是1 kg的物体相 距1 m时的相互吸引力为1 N D引力常量G是不变的，其值的大小与单位制的选择无关,解析：利用G值和万有引力定律不但能“称”出地球的质量，而且可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，故A正确。引力常量G是一个普遍适用的常量，通常取G6.671011 m3/(kgs2)，而与物体的质量及距离无关，故B错误。它的物理意义就是：两个质量都是1 kg的物体相距1 m时的万有引力为6.671011 N，故C错误。它的大小与所选的单位有关，故D错误。 答案：A,例1 一个质量为M的匀质实心球，半径为R。如果从此球上挖去一个直径为R的小球，放在与该球相距为d的地方。求下列两种情况下，两球之间引力的大小。 (1)如图512甲所示，从球的正中心挖去。 (2)如图512乙所示，从与球面相切处挖去。,万有引力的计算,图512,思路点拨 解此题要注意两点： (1)甲图中挖去后，空心球质量分布对称。 (2)乙图中挖去后，质量分布不均，要用割补法。,借题发挥 当研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一个物体上所有质点的万有引力，然后求合力。应注意，所“割”或所“补”的物体应是质量分布均匀的物体，否则其质心位置不在其几何中心。,上例题中，在什么情况下，两种计算结果相同？,答案：dR,估算天体质量(密度),例2为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R6.4106 m，地球质量m61024 kg，日地中心的距离r1.51011 m，地球表面处的重力加速度g10 m/s2,1年约为3.2107 s，试估算目前太阳的质量M(保留一位有效数字，引力常量未知)。 思路点拨 解答本题可按以下流程分析：,答案 21030 kg,天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍。已知某一卫星绕地球做圆周运动的周期约为1.4 h，半径约为地球半径，引力常量G6.671011 m3/(kgs2)，由此估算该行星的平均密度约为