万有引力定律 课件（知识精讲+备课精研） 高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

第二节万有引力定律课堂活动：典型例题1：牛顿在思考月球绕地球运行的原因时，看见一棵树上落下一个苹果。为什么苹果会落下来，而月球却没有落下来？万有引力定律第二节苹果相对于地球静止，受到引力后下落到地面；月球相对于地球有初速度，它受到的引力提供它做圆周运动需要的向心力，改变它运动方向，使月球保持在绕地球运行的轨道上。一、万有引力1、1684年，牛顿得出，地球对苹果的引力、地球对月亮的引力与太阳对行星的作用力本质上都相同。他把这种所有物体之间都存在的相互吸引力叫做万有引力。2、牛顿对万有引力的研究：通过计算证明，由于月球与地球的距离是地球半径的60倍，月球轨道运动的向心加速度等于地面上重力加速度的1/3600

，这就是著名的“月地检验”，它跟实际测量的结果相符。万有引力定律第二节二、万有引力定律1、内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，相互间引力的大小与物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比。2、公式：理解：（1）万有引力具有普遍性和相互性。（2）定律适用条件是物体看成质点；若是两个质量均匀分布的球体，可认为质量集中在球心，r为两个球心间的距离。（3）G是比例系数，叫做引力常量。万有引力定律第二节二、万有引力定律3、1798年，英国物理学家卡文迪什利用扭秤装置，借助光的反射测出极微小的万有引力，第一次较精确地测出引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，验证了万有引力定律的正确性。万有引力定律第二节石英丝MbdacrrFFmmMm'm'卡文迪什扭秤的主要结构是在石英丝上装一个平面镜，利用平面镜对光线的反射，显示石英丝极微小的扭转角，从而测量出极微小的万有引力。万有引力定律第二节rrθθθθsRmmMFFm'm'L/2万有引力定律第二节“放大引力”①采用杠杆，增大引力力臂②反射光转角是平面镜转角的2倍③增大标尺与平面镜的距离卡文迪什扭秤的主要结构是在石英丝上装一个平面镜，利用平面镜对光线的反射，显示石英丝极微小的扭转角，从而测量出极微小的万有引力。课堂活动：典型例题2：如图，两个足球相隔一定距离放在草坪上处于静止状态。（1）设两个足球质量均为400g，两个球心相距r＝30cm，计算两个足球之间的万有引力大小；若将它们不断靠近，当r趋近于0时，它们之间的万有引力无穷大，你同意这种判断吗？说明理由。（2）地球质量m地＝5.972×1024kg，地球半径R＝6.371×106m，地球表面的重力加速度大小g＝9.8m/s2，分别计算地球对足球的万有引力大小以及足球所受重力大小，你发现了什么？万有引力定律第二节F＝1.19×10﹣10N不同意；万有引力定律适用条件是两个物体可以看成质点，当r趋近于0时，足球不能看成质点，无法用万有引力定律来判断大小变化情况物体受到的重力大小近似等于地球对物体的万有引力大小二、万有引力定律4、若忽略地球自转的影响，地球表面或附近的物体受到的重力大小近似等于地球对物体的万有引力大小。万有引力定律第二节课堂活动：典型例题3：质量为m的物体A在地球表面受到地球的万有引力为F，质量为2m的物体B离地面高度等于地球半径，求物体B受到地球的万有引力大小。万有引力定律第二节设地球质量为m地，半径为R物体A在地球表面时，有：质量为2m的物体B离地面高度等于地球半径处，有：联立解得：课堂活动：典型例题4：已知地球半径R＝6.371×106m，地球表面的重力加速度大小g＝9.8m/s2，若有一个热气球上升到离地面20km处，求这一高度处的重力加速度大小g′。万有引力定律第二节设地球质量为m地，物体质量为m地球表面附近物体所受重力近似等于地球对它的引力在地面处，有：在高为h处，有：教材：问题与思考1．“我们说苹果落向地球，而不说地球向上运动碰到苹果，是因为地球的质量比苹果大得多，地球对苹果的引力比苹果对地球的引力大得多。”这种说法对吗？为什么？万有引力定律第二节这种说法错误。地球和苹果间的万有引力一对作用力与反作用力，两者大小相等。人站在地球上，一般以地球为参照物，观察到的是苹果落向地球，所以我们说“苹果落向地球，而不说地球向上运动碰到苹果”。如果以苹果为参照物，也可以说地球向苹果运动。教材：问题与思考2．简述如何在卡文迪什扭秤实验中用“放大法”测量T形架转动的微小角度。万有引力定律第二节利用T形架上的平面镜对入射光的反射，以“放大”石英丝扭转的微小角度。①反射光偏转角是平面镜偏转角的2倍，这是第一次“放大”；②标尺离平面镜越远，光点移动的距离越大，这是第二次“放大”。只要测量光点移动的距离，根据光路的几何关系即可计算石英丝扭转的微小角度。石英丝MbdacrrFF教材：问题与思考3．根据天文观测，在距离地球4301.y.处有两颗恒星，它们的质量分别为1×1031kg和6.4×1030kg，半径分别为4.86×1010m和2.4×109m，它们之间的距离为7.57×1012m。能否用万有引力定律直接计算它们之间的万有引力大小？（1.y.为长度单位光年的符号，即光在一年内传播的距离，11.y.=9.46×1015m）万有引力定律第二节能。万有引力定律表述的是两个质点间的吸引力，这两颗恒星的尺度远小于它们之间的距离，可视为质点。教材：问题与思考4．氢原子是由一个质子和一个电子组成的，质子的质量是1.7×10−27kg，电子的质量是9.1×10−31kg。在氢原子中，电子和质子相距约5.9×10−11m，两者间的万有引力有多大？万有引力定律第二节教材：问题与思考5．任何两个物体间一定存在万有引力。为什么图中放在