高中物理63万有引力定律

1、6.3 万有引力定律（课前学）肥城三中 高一物理组学习目标:1、理解万有引力定律，知道其内容及适用条件2、会运用万有引力定律分析有关天体运动问题学习重点：运用万有引力定律分析有关天体运动问题学习难点: 运用万有引力定律分析有关天体运动问题课前演练1假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力，同样遵从 的定律，那么，由于月球轨道半径约为地球半径的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力是在地球上的 倍。根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动的加速度(月球 加速度)是它在地面附近下落时的加速度( 加速度)的 倍。根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径，检验的结果是 ，与 ，真的是

2、同一种力。2自然界中任何两个物体都 ，引力的大小与 正比，与 成反比。其中G叫 ，数值为 ，它是英国物理学家 在实验室利用扭秤实验测得的。3万有引力定律的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上 规律和 规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次揭示了 规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。6.3 万有引力定律（课中案）肥城三中 高一物理组 一、教学目标知识与技能1、理解万有引力定律，知道其内容及适用条件2、会运用万有引力定律分析有关天体运动问题过程与方法1通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学中的重要性2体会推导过程中的数量关系情感、

3、态度与价值观感受太阳与行星间的引力关系，从而体会大自然的奥秘二、教学重点与难点1、理解和掌握开普勒行星运动定律，认识行星的运动学好本节有利于对宇宙中行星的运动规律的认识，掌握人类认识自然规律的科学方法，并有利于对人造卫星的学习2、对开普勒行星运动定律的理解和应用，通过本节的学习可以澄清人们对天体运动神秘、模糊的认识二、教学重难点1、据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式，记住推导出的引力公式2、太阳与行星间的引力公式的推导过程【精讲点拨】【例1】对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式F=Gm1m2r2，下列说法正确的是 ( ) A.公式中的G是引力常量

4、，它是由实验得出的，而不是人为规定的 B.当两个物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大 C.ml和m2所受引力大小总是相等的 D.两个物体间的引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力【例2】火星半径为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的1/9。一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为100kg ，则在火星上其质量为 kg，重力为 N.【例3】宇航员站在一星球表面上某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间t小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L，若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为3L已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常量为G求该星球的质量

5、M.【例4】你受太阳的引力是多大?和你受地球的引力比较一下；可得出什么样的结论?太阳的质量是1.99X1030kg，地球到太阳的距离为1.5 X1011m，设你的质量是60kg。【当堂达标】1、下列说法正确的是（ ） A.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力 B.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种类型的力 C.地面物体所受地球引力只与物体质量有关，G=mgD.月球所受地球的引力与月球质量有关外，还与地球质量有关2、如图732所示，两球间距离为r，而球质量分布均匀，大小分别为m1、m2，则两球间的万有引力的大小为( ) A. Gm1m2r2 B. Gm1m

6、2(r+r1)2 C. Gm1m2(r+r2)2 D. Gm1m2(r+r1+r2)23、 地球的质量约为月球质量的81倍，一飞行器在地球月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，这飞行器距地心距离与距月心距离之比为 .4、 最近几十年，人们对探测火星十分感兴趣，先后曾发射过许多探测器称为“火星探路者”的火星探测器曾于1997年登上火星2004年，又有“勇气”号和“机遇”号探测器登上火星已知地球质量约是火星质量的9.3倍，地球直径约是火星直径的1.9倍，探测器在地球表面和火星表面所受引力的比值是多少?5、 某星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半。若从地球上高h处平抛一物体，

7、射程为60m。则在该星球上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，射程变为多少?6、已知月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/3.8.求： (1)在月球和地球表面附近，以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时，上升的最大高度之比是多少?(2)在距月球和地球表面相同高度处(此高度较小)，以同样的初速度分别水平抛出一个物体时，物体的水平射程之比为多少?7、设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比（ ）A.地球与月球间的万有引力将变大B.地球与月球间的万有引力将变小C.月球绕地球运动的

8、周期将变大D.月球绕地球运动的周期将变短6.3 万有引力定律（课后案）1.下列说法中正确的是( )A.两质点间万有引力为F，当它们间的距离增加一倍时，它们之间的万有引力变为F2B.树上的苹果掉到地上，这说明地球吸引苹果的力大于苹果吸引地球的力C.由万有引力公式F=Gm1m2r2可知，当其他条件不变而r趋近O时，F 趋于无穷大D.以上说法均不正确2.下列关于万有引力定律的说法中正确的是( )A.万有引力定律是牛顿发现的B. F=Gm1m2r2中的G是一个比例常数，是有单位的C.万有引力定律适用于质点间的相互作用D.两个质量分布均匀的分离的球体之间的相互作用力也可以用F=Gm1m2r2来计算，r是

9、两球体球心间的距离3.设想把一个质量为m的物体放在地球中心，这时它受到地球对它的万有引力为( )A.零 B.mg C.无穷大 D.无法确定4.关于万有引力，下列说法正确的是( )A.万有引力只有在天体与天体之间才能明显地表现出来B.一个苹果由于其质量很小，所以它受到的万有引力几乎 可以忽略C.地球对人造卫星的万有引力远大于人造卫星对地球的万 有引力D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球 表面附近 5.地球对月球具有相当大的万有引力，它们不靠在一起的原因是( )A.不仅地球对月球有万有引力，而且月球对地球也有万有引力，这两个力大小相等，方向相反，互相平衡了B.地球对月球的引力还不算

10、大C.不仅地球对月球有万有引力，而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力，这些力的合力等于零D.万有引力不断改变月球的运动方向，使得月球绕地球运行6.两位质量各为50kg的人相距1m时，他们之间的万有引力的数量级约为（ ）A.10-7N B. 107N C. 10-11N D. 1011N 7.月球表面的重力加速度为地球表面上重力加速度的16，一个质量为600kg的飞行器到达月球后( )A.在月球表面上的质量仍为600 kgB.在月球表面上的重量为980NC.在月球表面上的高空中重量小于980ND.在月球上的质量将小于600kg8.一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的

11、直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受的万有引力的( ) A. 14 倍 B. 12 倍 C. 2.0倍 D. 4.0倍9.火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆已知火卫一的周期为7 h39 min，火卫二的周期为30 h18 min.则两颗卫星相比（ ）A.火卫一距火星表面较近B.火卫二的角速度较大C.火卫一的运动速度较大D.火卫二的向心加速度较大10.有两个大小一样、同种材料制成的均匀球体紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若用上述材料制成两个半径更小的靠在一起的均匀球体，它们间的万有引力将( )A.等于F B.小于FC.大于F

12、 D.无法比较11.两个质量均匀的球体相距r，它们之间的万有引力为10-8N，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为（ ） A. 410-8N B. 10-8N C. 210-8N D. 10-4N12.火星的半径是地球半径的l/2，火星质量约为地球质量的1/10，忽略火星和地球的自转，如果地球上质量为60kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是 kg，所受的重力是 N；在火星表面上由于火星的引力产生的加速度是 m/s2在地球表面上可举起60kg杠铃的人，到火星上用同样的力可举起质量是 kg的杠铃(g取9.8m/s2)能力提升13. 概念理解地球上的物体随地球自转而做圆

13、周运动，因此( )A.地球对物体的万有引力就是地球上的物体做圆周运动的向心力B.两个海拔高度相同的物体，纬度较低的向心加速度较大C.物体向心加速度的方向可能不指向地心D.物体的向心加速度等于重力加速度14.探究题地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是 ( )A.一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等B.一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍C.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等D.两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成

14、整数倍15.应用题地球与物体间的万有引力可以认为在数值上等于物体的重力，那么6400km的高空，物体的重力与它在地面上的重力之比为( ) A.2:l B.1:2 C.1:4 D.1:116.应用题某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2，r2r1，以Ek1、Ek2表示卫星在这两个轨道上的动能，T1、T2表示卫星在这两个轨道上绕地球运动的周期，则（ ） A. Ek1=Ek2，T1=T2 B. Ek1T2 C. Ek1Ek2，T1Ek2，T1T217探究题在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫“宇宙膨胀说”这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比( )A.公转半径r较大 B.公转周期T较小C.公转速率v较大 D.公转角速度较小18.假设地球是规则的球形体，半径为6 400km，由于地球的自转作用，一个质量为75kg的人在赤道处的重力比他在两极的重力要 些，差值为 。19.应用题某