新教材同步备课2024春高中物理第7章万有引力与宇宙航行2.万有引力定律课件新人教版必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行2．万有引力定律学习任务1．知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式。2．通过月—地检验等将太阳与行星间的引力推广为万有引力定律，理解万有引力定律的内容、含义及适用条件。3．认识引力常量测量的重要意义，能应用万有引力定律解决实际问题。关键能力·情境探究达成01知识点一行星与太阳间的引力月—地检验知识点二万有引力定律引力常量知识点三万有引力与重力的关系

知识点一行星与太阳间的引力月—地检验匀速圆周向心力

连线

相同如图所示，是行星绕太阳所做的匀速圆周运动与我们平常生活中见到的匀速圆周运动【问题】(1)行星的圆周运动和一般物体的圆周运动是否符合同样的动力学规律？(2)行星做匀速圆周运动向心力由谁提供？(3)行星的质量远小于太阳的质量，行星对太阳的作用力远小于太阳对行星的作用力吗？提示：(1)行星所做的匀速圆周运动与平常我们见到的一般物体的匀速圆周运动符合同样的动力学规律。(2)行星受到太阳的吸引力，此力提供行星绕太阳运转的向心力。(3)不是，二者是作用力与反作用力，大小相等。1．两个理想化模型(1)匀速圆周运动模型：由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成匀速圆周运动。(2)质点模型：由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看成质点，即天体的质量集中在球心上。2．推导过程(1)太阳对行星的引力。(2)太阳与行星间的引力。

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易错警示

太阳与行星间的引力的两点注意(1)太阳与行星间的引力大小与三个因素有关：太阳质量、行星质量、太阳与行星间的距离。太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。(2)太阳与行星间的引力是相互的，遵守牛顿第三定律。

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1．万有引力定律(1)内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在__________上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成____、与它们之间距离r的______成反比。(2)表达式：F＝_______。2．引力常量(1)测量者：________。(2)数值：G＝6.67×10-11N·m2/kg2。知识点二万有引力定律引力常量它们的连线正比二次方

卡文迪什

3．万有引力的四个特性普遍性万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力相互性两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是满足大小相等，方向相反，作用在两个物体上宏观性地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用特殊性两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们之间的距离有关，而与它们所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关

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[万有引力定律适用于两质点间的相互作用，当两球体质量分布均匀时，可认为球体质量分布在球心，然后计算他们间的万有引力，故A、D正确；当r→0时，两物体不能视为质点，万有引力公式不再适用，B错误；若大小球质量分布均匀，则大球M对处于球心的小球m引力的合力为零，故C错误。]

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3．2022年8月4日，我国成功发射首颗陆地生态系统碳监测卫星“句芒号”。在卫星从发射到进入预定轨道的过程中，卫星所受地球引力大小F

随它距地面的高度h变化的关系图像可能正确的是(

)A

B

C

D

√知识点三万有引力与重力的关系假如某个人做环球旅行，可能到达地球的任何地点，如果将地球看成标准的球体，那么该人分别位于赤道上某点、北半球的某点、南半球的某点、北极点、南极点等不同地点。【问题】(1)该人在各地点所受的万有引力有什么关系？(2)该人在各地点所受的重力有什么关系？(3)重力就是地球对物体的万有引力吗？(4)在什么情况下，可以认为重力的大小等于万有引力？提示：(1)在各地点所受的万有引力大小相等，方向沿对应点的地球半径指向地心。(2)由于地球自转的影响，该人在各地点所受的重力大小不一定相等，方向也不一定指向地心。(3)不是，重力是地球对物体万有引力的一个分力。(4)在地球表面附近，不考虑物体随地球自转，可以认为重力的大小等于万有引力。

2．万有引力产生两个分力：除南北极外，万有引力产生两个分力，一个分力F1提供物体随地球自转的向心力，方向垂直于地轴；另一个分力F2是重力，产生使物体挤压地面的效果。

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学习效果·随堂评估自测021．(多选)物理学中的一些常量，对物理学的发展有很大作用，引力常量就是其中之一。1798年，卡文迪什首次利用如图所示的装置，比较精确地测量出了引力常量。关于这段历史，下列说法正确的是(

)A．卡文迪什被称为“首个测量地球质量的人”B．万有引力定律是牛顿和卡文迪什共同发现的C．这个实验装置巧妙地利用放大原理，提高了测量精度D．引力常量不易测量的一个重要原因就是地面上普通物体间的引力太微小1234√√√

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4．用传感器测量一物体的重力时，发现在赤道测得的读数与其在北极的读数相差大约3‰。如图所示，如果认为地球是一个质量分布均匀的标准球体，下列说法正确的是(

)A．在北极处物体的向心力为万有引力的3‰B．在北极处物体的重力为万有引力的3‰C．在赤道处物体的向心力为万有引力的3‰D．在赤道处物体的重力为万有引力的3‰1234√

1234回归本节知识，自我完成以下问题：1．万有引力定律的内容是什么？