2019-2020学年人教版物理必修二课件：第六章 第3节　万有引力定律

1、第第3 3节万有引力定律节万有引力定律 学习目标学习目标 1.1.了解万有引力定律发现的思路和过程了解万有引力定律发现的思路和过程, ,知道重物下落与天体运动的统知道重物下落与天体运动的统 一性。一性。 2.2.知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力。知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力。 3.3.知道万有引力定律公式的适用范围知道万有引力定律公式的适用范围, ,会用万有引力定律公式解决简单的会用万有引力定律公式解决简单的 引力计算问题。引力计算问题。 4.4.了解万有引力定律在科学史上的意义了解万有引力定律在科学史上的意义, ,体会科学规律发现过程中猜想与体会科学规律发现过程中

2、猜想与 求证的重要性。求证的重要性。 自主学习自主学习 教材提炼教材提炼 知识梳理知识梳理 物体物体 一、月一、月地检验地检验 1.1.目的目的: :验证月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力验证月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力, ,从而从而 将太阳与行星间的引力规律推广到宇宙中的一切物体之间。将太阳与行星间的引力规律推广到宇宙中的一切物体之间。 二、万有引力定律二、万有引力定律 1.1.内容内容: :自然界中任何两个物体都自然界中任何两个物体都 , ,引力的方向在它们的连引力的方向在它们的连 线上线上, ,引力的大小与物体的质量引力的大小与物体的质量m m1 1和和m

3、m2 2的的 成正比、与它们之成正比、与它们之 间距离间距离r r的的 成反比。成反比。 相互吸引相互吸引 乘积乘积 二次方二次方 2.2.表达式表达式: :F=F= , ,式中质量的单位用式中质量的单位用 kg,kg,距离的单位用距离的单位用m,m, 力的单位用力的单位用N,GN,G是比例系数是比例系数, ,叫做叫做 。 12 2 mm G r 引力常量引力常量 3.3.引力常量引力常量 (1)(1)大小大小:G=6.67:G=6.671010-11 -11 , ,数值上等于两个质量都是数值上等于两个质量都是1 kg 1 kg 的质点相距的质点相距1 m1 m时的相互吸引力的大小。时的相互吸

4、引力的大小。 (2)(2)测定测定: :英国物理学家英国物理学家 在实验室比较准确地测出了在实验室比较准确地测出了G G的的 数值。数值。 NmNm2 2/kg/kg2 2 卡文迪许卡文迪许 练一练练一练 1.1.牛顿认为任何客观存在的有质量的物体之间都存在着相互吸引的力。牛顿认为任何客观存在的有质量的物体之间都存在着相互吸引的力。 每当我们看到潮水滚滚而来的时候每当我们看到潮水滚滚而来的时候, ,便会惊叹大自然磅礴的力量和微妙便会惊叹大自然磅礴的力量和微妙 的机制。月盈月亏与潮起潮落之间的关系的机制。月盈月亏与潮起潮落之间的关系, ,便是引力作用最直观而生动便是引力作用最直观而生动 的演示。

5、关于潮汐现象的形成原因的演示。关于潮汐现象的形成原因, ,以下说法中正确的是以下说法中正确的是( ( ) ) A.A.潮汐现象是由于地球和太阳对月球引力共同作用的结果潮汐现象是由于地球和太阳对月球引力共同作用的结果 B.B.潮汐现象是由于只有月球对地球上的潮水引力作用的结果潮汐现象是由于只有月球对地球上的潮水引力作用的结果 C.C.潮汐现象是由于只有太阳对地球上的潮水引力作用的结果潮汐现象是由于只有太阳对地球上的潮水引力作用的结果 D.D.潮汐现象是由于太阳对地球上的潮水引力和月球对地球上的潮水引力潮汐现象是由于太阳对地球上的潮水引力和月球对地球上的潮水引力 共同作用的结果共同作用的结果 D

6、D 2.2.苹果落向地球苹果落向地球, ,而不是地球向上运动碰到苹果而不是地球向上运动碰到苹果, ,这是司空见惯的事。发这是司空见惯的事。发 生这个现象的原因是生这个现象的原因是( ( ) ) A.A.由于苹果质量小由于苹果质量小, ,对地球的引力小对地球的引力小, ,而地球质量大而地球质量大, ,对苹果引力大造对苹果引力大造 成的成的 B.B.由于地球对苹果有引力由于地球对苹果有引力, ,而苹果对地球没有引力造成的而苹果对地球没有引力造成的 C.C.苹果与地球间的相互作用力是相等的苹果与地球间的相互作用力是相等的, ,由于地球质量极大由于地球质量极大, ,不可能产生不可能产生 明显加速度明显

7、加速度 D.D.以上说法都不对以上说法都不对 C C 3.3.(2018(2018浙江浙江6 6月学考月学考) )20182018年年6 6月月5 5日日, ,我国在西昌卫星发射中心成功发我国在西昌卫星发射中心成功发 射射“风云二号风云二号H H星星”。假设该卫星质量为。假设该卫星质量为m,m,在离地面高度为在离地面高度为h h的轨道上绕的轨道上绕 地球做匀速圆周运动。已知地球质量为地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M,M,半径为半径为R,R,引力常量为引力常量为G,G,则地球则地球 对卫星的万有引力大小为对卫星的万有引力大小为( ( ) ) D D D D 要点一要点一 对万有引力定律的理解

8、对万有引力定律的理解 课堂探究课堂探究 D D 思路探究思路探究: :(1)m(1)m1 1对对m m2 2的引力和的引力和m m2 2对对m m1 1的引力是否是同一性质的力的引力是否是同一性质的力, ,依据依据 是什么是什么? ? 答案答案:(1):(1)根据牛顿第三定律可知根据牛顿第三定律可知, ,任何物体间的万有引力都是同一性质任何物体间的万有引力都是同一性质 的力。的力。 (2)(2)公式的适用条件是质点和质量分布均匀的球体。公式的适用条件是质点和质量分布均匀的球体。 误区警示误区警示 利用万有引力定律解题时应注意的问题利用万有引力定律解题时应注意的问题 (1)(1)理解万有引力定律

9、的内容和适用范围理解万有引力定律的内容和适用范围; ; (2)(2)知道万有引力不是特殊的一种力知道万有引力不是特殊的一种力, ,它同样满足牛顿运动定律它同样满足牛顿运动定律; ; (3)(3)明确公式中各物理量的含义及公式的使用方法。明确公式中各物理量的含义及公式的使用方法。 针对训练针对训练1:1:在讨论地球潮汐成因时在讨论地球潮汐成因时, ,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运 行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.72.710107 7倍倍, ,地球绕地球绕 太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道

10、半径的太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400400倍。关于太阳倍。关于太阳 和月球对地球上相同质量海水的引力和月球对地球上相同质量海水的引力, ,以下说法正确的是以下说法正确的是( ( ) ) A.A.太阳引力远大于月球引力太阳引力远大于月球引力 B.B.太阳引力与月球引力相差不大太阳引力与月球引力相差不大 C.C.月球对不同区域海水的吸引力大小相等月球对不同区域海水的吸引力大小相等 D.D.月球对海水的吸引力与潮汐成因无关月球对海水的吸引力与潮汐成因无关 A A 要点二万有引力与重力的关系要点二万有引力与重力的关系 思路探究思路探究: :(1)(1)测试仪器受到哪些力的作用测

11、试仪器受到哪些力的作用? ? (2)(2)求出该处的重力加速度求出该处的重力加速度, ,如何求火箭此时离地面的高度如何求火箭此时离地面的高度? ? 答案答案:(1):(1)受重力、支持力两个力的作用。受重力、支持力两个力的作用。 (2)(2)通过重力等于该处的万有引力求出火箭此时离地面的高度。通过重力等于该处的万有引力求出火箭此时离地面的高度。 规律方法规律方法 黄金代换式的应用黄金代换式的应用 针对训练针对训练2:2:一物体静置在平均密度为一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知的球形天体表面的赤道上。已知 引力常量为引力常量为G,G,若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零若由

12、于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零, ,则天体自则天体自 转周期为转周期为( ( ) )D D 课堂达标课堂达标 1.1.两个密度均匀的球体两个密度均匀的球体, ,两球心相距两球心相距r,r,它们之间的万有引力为它们之间的万有引力为1010-8 -8 N, N,若若 它们的质量、球心间的距离都增加为原来的它们的质量、球心间的距离都增加为原来的2 2倍倍, ,则它们间的万有引力为则它们间的万有引力为 ( ( ) ) A.10A.10-8 -8 N N B.0.25 B.0.251010-8 -8 N N C.4C.41010-8 -8 N N D.10 D.10-4 -4 N N A A A

13、.A.公式只适用于星球之间的引力计算公式只适用于星球之间的引力计算, ,不适用于质量较小的物体不适用于质量较小的物体 B.B.根据公式根据公式, ,处在球壳中心的质点所受球壳对其的万有引力趋近于无处在球壳中心的质点所受球壳对其的万有引力趋近于无 穷大穷大 C.C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律 D.D.在不同星球上在不同星球上, ,公式中公式中G G的数值不一样的数值不一样 C C 3.3.若飞船质量为若飞船质量为m,m,距地面高度为距地面高度为h,h,地球质量为地球质量为M,M,半径为半径为R,R,引力常量为引力常量为G,G, 则飞船所在处的重力加速度大小为则飞船所在处的重力加速度大小为( ( ) )B B D D (1)(1)在火星