【优品】高中物理人教版必修2 第6章第2节太阳与行星间的引力 第3节万有引力定律 课件5

1、第六章 万有引力与航天人教版 必修2第2节 太阳与行星间的引力第3节 万有引力定律知道行星绕太阳运动的原因是太阳对行星有吸引力.能根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式，体会逻辑推理在物理学中的重要性知道地球上的重物下落运动与天体运动的统一性.理解万有引力定律，会用万有引力定律分析简单问题.学习目标知识储备一、太阳与行星间的引力二、月地检验三、万有引力定律引力常量四、万有引力和重力的关系学习探究若行星的质量为m，行星到太阳的距离为r，行星运行周期为T.则行星需要的向心力的大小如何表示？答案F可看做匀速圆周运动一、太阳与行星间的引力问题设计 1.两个理想化模型在公式FG 的

2、推导过程中，我们用到了两个理想化模型：(1)将行星的椭圆运动看成匀速圆周运动行星太阳行星太阳(2)将天体看成质点，且质量集中在球心上要点提炼 返回2推导过程：简化处理：按“圆”处理引力提供向心力线速度开普勒第三定律太阳对行星的引力由牛顿第三定律可知行星对太阳的引力月地检验的验证原理是怎样的？答案假定维持月球绕地球运动的力与 使得苹果下落的力是同一种力根据牛顿第二定律，月球公转的向心加速度都遵从“平方反比”的规律地球R60R地球上的苹果受到的引力:月球轨道上的苹果受到的引力:二、月地检验问题设计1月地检验的目的：检验维持月球绕地球运动的力与使物体下落的力是 ，都遵从“ ”的规律平方反比同一种性质

3、力2推理：月心到地心的距离约为地球半径的60倍，所以月球绕地球做圆周运动的向心加速度应该大约是它在地面附近下落时加速度的 .3验证：已知月地距离r，月球绕地球运动的周期T，根据a月 ，计算月球绕地球的向心加速度a月，然后与地球表面的重力加速度g进行比较，a月近似等于 ，则证明了地球表面的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力返回r要点提炼太阳与行星间有引力作用，地球对月球、地面上的物体也有引力作用，那么地面上的物体之间是否存在引力作用？若两个物体间有引力作用，为何两个物体没有在引力作用下紧靠在一起？答案存在与质量有关地面上的两个物体的质量相对天体来说小多了，所以两个物体间的引力非常小，不足以克服

4、摩擦阻力或空气阻力而紧靠在一起三、万有引力定律引力常量问题设计(1)普遍性：万有引力存在于宇宙中任何两个有 的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)(2)相互性：两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合 (3)宏观性：天体间万有引力很大，它是支配天体运动的原因地面物体间、微观粒子间的万有引力很小，不足以影响物体的运动，故常忽略不计牛顿第三定律1万有引力的特性质量(1)两个 间(2)两个质量分布均匀的球体间，其中r为两个 间的距离(3)一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间，r为 的距离质点2万有引力公式的适用条件球心球心到质点3引力常量G6.671011 Nm2/kg2(1)物

5、理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg的质点相距 1 m时的相互吸引力(2)引力常量测定的意义 利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，推出的G 的数值及验证了万有引力定律的正确性引力常量的确定使万有 引力定律能够进行定量的计算，显示出真正的实用价值卡文迪许返回1万有引力和重力的关系：如图所示，设地球的质量为M，半径为R，A处物体的质量为m，则物体受到地球的吸引力为F，方向指向地心O，由万有引力公式得 .引力F可分解为F1、F2两个分力，其中F1为物体随地球自转做圆周运动的向心力Fn，F2就是物体的重力mg.四、万有引力和重力的关系2近似关系：如果忽略地球自转，则万有引力和重力的关系：

6、 ，g为地球表面的重力加速度 3重力与高度的关系：若距离地面的高度为h，则 (R为地球半径，g为离地面h高度处的重力加速度)所以距地面越高，物体的重力加速度越 ，则物体所受的重力也越 .小小返回一、对万有引力定律的理解例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 ，下列说法正确的是()A公式中的G是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的B当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大Cm1和m2所受引力大小总是相等的，而与m1、m2是否相等无关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AC引力常量G扭秤实验测定牛顿第二定律中k人为规定物体不能视为质点万有引力

7、定律不成立作用力和反作用力等大反向返回典例精析二、万有引力定律的应用 例2 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他在地球上所受万有引力大小的()A0.25倍 B0.5倍 C2倍 D4倍C返回三、万有引力和重力的关系例3 在离地面高度等于地球半径的高度处，重力加速度的大小是地球表面的重力加速度大小的()A2倍 B1倍 C. 倍 D. 倍D由“平方反比”规律R返回万有引力定律万有引力定律的推导月地检验万有引力定律万有引力的特征引力常量内容表达式：测定人：英国物理学家卡文迪许大小： G6.671011 N

8、m2/kg2普遍性相互性宏观性返回课堂小结1(万有引力定律的发现)在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是()A研究对象的选取 B理想化过程C类比 D等效C（m是行星的质量）太阳对行星的引力F行星对太阳的引力F（M是太阳的质量）类比自我检测2(对万有引力定律的理解)关于万有引力定律 ，下列说法中正确的是()A牛顿是在开普勒揭示的行星运动规律的基础上，发现了万有引力定律，因此万有引力定律仅适用于天体之间B卡文迪许首先用实验比较准确地测定了引力常量G的数值C两物体各自受到对方的引力的大小不一定相等，质量大的物体受到的引力也大D万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用万有引力定律适用于所有物体间卡文迪许卡文迪许扭秤实验牛顿第三定律：3(万有引力定律的应用)某实心匀质球半径为R，质量为M，在球外离球面h高处有一质量为m的质点，则其受到的万有引力大小为()A BC DhRr=R+h匀质球可看