高中物理 6.3《万有引力定律》课件2 新人教版必修2.ppt

第六章万有引力与航天 第三节万有引力定律 1 知道任何物体间都存在万有引力 2 理解万有引力定律的含义 3 知道万有引力定律表达式的适用条件 会用它进行计算 4 知道万有引力常量是自然界重要的物理常量之一 相同 任何两个物体 乘积 二次方 6 67 10 11n m2 kg2 卡文迪许 2 月 地检验 基本思想是如果重力和星体间的引力是同一性质的力 都与距离的二次方成反比关系 那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是地面重力加速度的1 3600 因为月心到地心的距离约为地球半径的60倍 3 适用条件 严格地说 万有引力定律只适用于质点间的相互作用 两个质量分布均匀的球体间的相互作用 也可用本定律来计算 其中r是两个球体球心间的距离 一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用 两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时 公式也近似适用 其中r为两物体质心间的距离 4 注意 公式中f是两物体间的引力 f与两物体质量乘积成正比 与两物体间的距离的平方成反比 不要理解成f与两物体质量成正比 与距离成反比 5 对万有引力定律的理解 万有引力的普遍性 万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量物体之间的相互吸引力 它是自然界中物质之间的基本的相互作用之一 任何客观存在的两部分有质量的物质之间都存在着这种相互作用 万有引力的相互性 两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力 它们大小相等 方向相反 分别作用在两个物体上 万有引力的客观性 通常情况下 万有引力非常小 它的存在可由卡文迪许扭秤实验来观察 只有在质量巨大的天体间 它的作用才有宏观物理意义 万有引力的特殊性 两个物体间的万有引力 只与它们本身的质量有关 与它们之间的距离有关 和所在空间的性质无关 和周围有无其他物体的存在无关 6 发现万有引力定律的重大意义它把地面上的运动和天体运动的规律统一起来 第一次揭示了自然界中一种基本的相互作用力 使人们树立了认识并支配宇宙自然规律的信心 解放了思想 2 引力常量的测定英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出了引力常量g 用实验证明了万有引力定律 使万有引力定律具有更广泛的实用价值 1 地球在不停地自转 地球上的物体随地球自转而做圆周运动 圆周运动需要一个向心力 这是重力不直接等于万有引力而近似等于万有引力的原因 如图所示 万有引力为f 重力为g 自转向心力为f 真实情况不会像图中偏差这么大 物体在一般位置时 f mr 2 其中r为物体在所在位置的纬度圈的半径 f f g不在同一直线上 f 指向纬度圈的圆心 f指向地心g竖直向下 3 当物体在两极时 f 0 g f 即重力和万有引力相等 可见 只有在两极时重力和万有引力相等 其他位置重力要小于万有引力 在赤道最小 由于自转需要的向心力很小 一般情况下 认为重力等于万有引力 物体在地球表面的重力g mg0 g0为地球表面的重力加速度 由上面的分析可知 物体在地球表面随着纬度的不同重力不同 即重力加速度的大小不同 纬度越高重力加速度越大 纬度越低重力加速度越小 解析 引力常量g是英国物理学家卡文迪许用扭秤实验第一次测定的 故a选项正确 若两个物体间距离r趋于零时 两个物体不能看成质点 其引力不能用公式求解 故b选项错误 两个物体间的万有引力是对作用力 反作用力 大小相等方向相反 故c选项正确 d选项错误答案 ac 解析 万有引力定律适用自然界中的任何两个物体之间 故d选项正确 两质量分布均匀的球体 它们之间的距离应为两球心之间的距离 故c选项正确 答案 cd 答案 d 答案 d 1 从球的正中心挖去 2 从与球面相切处挖去 并指出在什么条件下 两种计算结果相同 答案 d 1 最近几十年 人们对探测火星十分感兴趣 先后曾发射过许多探测器 称为 火星探路者 的火星探测器曾于1997年登上火星 2004年 又有 勇气 号和 机遇 号探测器登上火星 已知地球质量约是火星质量的9 3倍 地球直径约是火星直径的1 9倍 探测器在地球表面和火星表面所受引力的比值是多少 答案 2 6 1 解析 地球赤道上的物体随地球自转 绕地心做匀速圆周