物理人教版必修2：第六章3.万有引力定律.ppt

3万有引力定律,1月地检验结果：地面物体所受地球的引力、月球所受 地球的引力，与太阳、行星间的引力_ 2自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们 的连线上，引力的大小与物体的质量 m1 和 m2 的_成正比， 与它们之间距离 r 的_成反比，这就是万有引力定律，用 公式表示为 F _ ，其中 G 为引力常量，通常取 G _Nm2/kg2，由英国科学家_首次测出,乘积,平方,6.671011,卡文迪许,遵从相同的规律,3甲物体对乙物体的万有引力和乙物体对甲物体的万有引,力大小_，方向_,相等,相反,4 下列描述的力中，与另外三个不属于同一种类的是,(,),D,A太阳与行星之间使得行星不能飞离太阳的力 B让地面的物体不能离开地球，总要落回地面的力 C拉住月球使它围绕地球运动的力 D飞机在高空中环球高速飞行时受到的力,知识点1,万有引力的性质,讨论月地检验： (1)假定维持月球绕地球运动的力与使得物体下落的力是 同一种力，同样遵从“平方反比”的规律，那么，由于月球轨 道半径约为地球半径(物体到地心的距离)的 60 倍，所以物体在 月球轨道上受到的引力，比它在地面附近受到的引力要,_，前者是后者的_,小,(2)再根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度 (月球公转的向心加速度)也就应该大约是它在地面附近下落时的,加速度(自由落体加速度)的_,(3)若已测得月球与地球的距离 R、月球公转的周期 T 和自由 落体加速度g ， 则月球运动的向心加速度为 a _ ,_.,(4)如果计算结果按预期符合上述关系式，就表明地面物体所 受地球的_、月球所受地球的_，乃至太阳、行星,间的引力，确实遵从相同的规律,引力,引力,1普遍性：引力存在于宇宙中任何有质量的物体之间，是自,然界中一种基本的相互作用规律,2相互性：两个物体间的引力是一对作用力与反作用力 3宏观性：微观粒子的质量很小，相互之间的引力也很小， 可忽略不计；一般的两个物体间的引力很小(例如人与人之间)，也 可忽略不计；只有在天体与天体之间、天体与一般物体之间的引 力很大或较大时，引力才有宏观上的意义,4特殊性：两物体间的万有引力只与它们的质量、距离有关， 而与其所在的空间性质无关，与周围有无其他物体无关,r,【例 1】(双选)对于质量分别为 m1 和 m2 的两个物体间的万,有引力的表达式 FG,m1m2 2,，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 所受的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,解析：引力常量G 的值是英国物理学家卡文迪许运用构思 巧妙的“精密扭秤”实验测定出来的，所以A 正确；两个物体 之间的万有引力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、 方向相反、分别作用在两个物体上，所以C 正确，D 错误；当 r 趋于零时，这两个物体不能看成质点，万有引力公式不再适用， B 错误,答案：AC,【触类旁通】 1(双选，2011 年金山中学期中)宇宙中两个星球可以组成 双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点 做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的 距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法,正确的是(,),A双星相互间的万有引力增大 B双星做圆周运动的角速度增大 C双星做圆周运动的周期增大 D双星做圆周运动的半径增大,答案：CD,知识点2,万有引力定律的应用,(1)自然界中任何两个物体都相互_，引力的方向在 它们的_上，引力的大小与两物体的_的乘积成正比， 与它们之间距离的_成反比 (2)万有引力定律的表达式：_.其中 G 是比例常,数，叫做_,引力常量,吸引,连线,质量,二次方,(1)质点间的相互作用 (2)质量分布均匀的球体，r 为球心间的距离 (3)对于不能看做质点、外形不规则物体，可采用先分割， 再合成的方法求解 2特别说明：在应用公式时，当 r0，F这一结论是 违背公式的适用条件的因为当 r0 时，两物体不能再视为质 点而公式失效！,【例2】 地球的质量大约是月球质量的 81 倍，一飞行器 在地球和月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力相等,时，这飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为(,),A11,B31,C61,D91,答案：D,【触类旁通】 2两个大小相同的实心均匀小铁球，紧靠在一起时，它们 之间的万有引力为 F；若两个半径是小铁球 2 倍的实心均匀大,),D,铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为( A2F B4F C8F D16F,3关于万有引力，下列说法正确的是(,),A,A地球表面的大气是由于地球万有引力的束缚而产生的 B对于两物体之间的万有引力，质量小的物体受到的万 有引力小 C一个苹果由于其质量很小，因此它受到的万有引力可 以忽略 D月球不受太阳的万有引力，只受地球的万有引力而绕 地球运动,非对称物体间引力的求解,当物体间的作用力不符合万有引力的适用条件时，可以把 物体分成若干部分，求出每部分之间的万有引力，然后求它们 的合力这种方法是“分割求和”的思想方法，但此处的“和” 是矢量和这类题目一般采用“填补法”进行等效计算,在球的右侧挖去一个半径为的小球，将该小球置于OO连线,【例 3】质量为 M 的均匀实心球体半径为 R，球心为 O 点，,R,2,上距 O 为 L 的 P 点，O为挖去小球后空腔部分的中心，如图 631 所示，则大球剩余部分对 P 点小球的引力为多大？,图 631,【触类旁通】,4一个质量均匀分布的球体，半径为 2r，在其内部挖去一 个半径为 r 的球形空穴，使其表面与球面相切，如图 632 所示已知挖去的小球质量为 m，在球心和空穴中心的连线上， 距球心 d6r 处有一质量为 m2 的质点，求剩余部分对 m2 的万 有引力,图 632,万有引力和重力的区别,图 633,1地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因，但重力 又不完全等于引力这是因为地球在不停地自转，地球上的一 切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向 心力这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小是 F向 m2r(r 是物体与地轴的距离，是地球 自转的角速度)这个向心力是地球对物体 的引力 F 的一个分力(如图 633 所示)， 引力 F 的另一个分力才是物体的重力 mg.,.地球表面的重力加速度为 g ，其中 M 和,2重力和万有引力无论在大小还是在方向上都略有差别， 但这种差别很小所以一般情况下，可不考虑地球自转的影响， 认为物体在地球表面所受重力的大小等于地球对它的万有引,力，即mgG,Mm GM R2 R2,R 分别是地球的质量和半径,量的，一宇航员的质量是m，他在地球上能举起物体的最大质,【例4】火星的半径是地球半径的一半，其质量是地球质,1 9,量是 m0.求这名宇航员：,(1)在火星上所受的重力是在地球上的多少倍？ (2)在火星上最多能举起质量多大的物体？,【触类