高中物理 第六章 第3节 万有引力定律课件 新人教版必修2.ppt

成才之路 物理 路漫漫其修远兮吾将上下而求索 人教版 必修2 万有引力与航天 第六章 第三节万有引力定律 第六章 1 检验目的维持月球绕地球运动的力与地球上苹果下落的力是否为同一性质的力 月一地检验 牛顿第二定律 1 定律内容自然界中 两个物体都是相互吸引的 引力的大小跟这两个物体的 成正比 跟它们的距离的 成反比 万有引力定律 任何 质量的乘积 二次方 2 表达式f 式中 质量的单位用 距离的单位用 力的单位用 g称为 3 意义万有引力定律清楚地向人们揭示 复杂运动的后面隐藏着简洁的科学规律 它明确地向人们宣告 天上和地下都遵循着 的科学法则 人类认识自然界有了质的飞跃 kg m n 引力常量 完全相同 1 大小引力常量在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互吸引力 大小通常取g 它是由英国物理学家 在实验室里测得的 2 意义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 引力常量 6 67 10 11n m2 kg2 卡文迪许 一 对万有引力定律的理解1 万有引力定律的四个特性 1 普遍性 万有引力不仅存在于星球间 任何客观存在的有质量的物体之间都存在着这种相互吸引力 2 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 3 宏观性 在通常情况下万有引力非常小 只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间 它的存在才有实际的物理意义 故在分析地球表面物体受力时 不考虑其他物体对它的万有引力 4 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 而与所在空间的性质无关 2 万有引力定律适用的条件 1 严格地说 万有引力定律只适用于质点的相互作用 2 两个质量分布均匀的球体或球壳间的相互作用 也可用万有引力定律计算 其中r是两个球体或球壳的球心间的距离 3 如果两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时 物体可看成质点 公式可近似适用 其中r为两物体质心间的距离 特别提醒 1 任何物体间的万有引力都是同种性质的力 2 任何有质量的物体间都存在万有引力 一般情况下 质量较小的物体之间万有引力忽略不计 只考虑天体间或天体对放入其中的物体的万有引力 c 星球与星球之间才有万有引力 人与人之间没有万有引力d 两个物体间的引力总是大小相等 方向相反 是一对平衡力答案 a解析 任何两个物体之间均存在万有引力 其大小只与物体的质量和间距有关 故a对c错 当物体间距很小时 公式已不再适用 b错 物体间的相互吸引力是一对作用力与反作用力 d错 二 引力常量1 1789年 英国物理学家卡文迪许用 扭秤实验 如图所示 比较准确地测出了g的数值 2 1 标准值g 6 67259 10 11n m2 kg2 通常取g 6 67 10 11n m2 kg2 2 测定g值的意义 证明了万有引力的存在 使万有引力定律有了真正的实用价值 特别提醒 万有引力与距离的平方成反比 而引力常量又极小 故对一般物体间的万有引力而言是极小的 即万有引力主要应用于研究天体 卫星的运动 2015 试题调研 卡文迪许利用扭秤实验装置测量了引力常量g 为了测量石英丝极微的扭转角 该实验装置中采取使 微小量放大 的主要措施有 a 减小石英丝的直径b 增大t形架横梁的长度c 利用平面镜对光线的反射d 增大刻度尺与平面镜的距离答案 cd 解析 由于一般质量的物体间的万有引力极小 所以石英丝的扭转角极小 在实验中这四个选项都会增加扭转角 但符合题干的属于使 微小量放大 的主要措施是c d 假如地球的自转速度增大 关于物体重力 下列说法正确的是 a 放在赤道上的物体的万有引力不变b 放在两极上的物体的重力不变c 放在赤道上的物体的重力减小d 放在两极上的物体的重力增加答案 abc 解析 地球的自转速度增大 地球上所有物体受到的万有引力不变 a正确 在两极 物体受到的重力等于万有引力 万有引力不变 故其重力不变 b正确 d错误 放在赤道上的物体 f引 g m 2r 由于 增大 而f引不变 则g减小 c正确 万有引力定律的应用 答案 a 万有引力与重力的关系 某星球 一天 的时间t 6h 用弹簧测力计在星球的 赤道 上比在 两极 处测同一物体的重力时读数小10 设想该星球自转的角速度加快 使赤道上的物体会自动飘起来 这时星球的 一天 是多少小时 答案 1 9h 西安一中2013 2014学年高一下学期期中 设地球表面的重力加速度为10m s2 某同学在地面上用体重计所称体重为500n 假如此同学有幸乘坐一艘宇宙飞船 飞行至距离地面高度为1 4地球半径的某处 此时该同学受到的地球引力大小约为 n 若此同学有幸到距离地面高度为1 16地球半径的宇宙空间站上参观 则在空间站上用体重计所称体重为 n 答案 3200 万有引力定律与其他知识的综合应用 已知月球质量是地球质量的1 81 月球半径是地球半径的1 3 8 1 在月球和地球表面附近 以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时 上升的最大高度之比是多少 2 在距月球和地球表面相同高度处 此高度较小 以同样的初速度分别水平抛出一个物体时 物体的水平射程之比为多少 答案 1 5 6 2 2 37 山西大同市一中2014 2015学年高一下学期期中 人类对太空的探索永无止境 2004年 勇气号 和 机遇号 探测器先后成功登陆火星 已知地球与火星的质量之比约为m地 m火 10 1 半径之比r地 r火 2 1 现水平地面上固定有一木板 其上放置一木箱 有一根绳子水平拖动箱子 设箱子和木板间的动摩擦因数为0 5 若在地球上木箱能获得的加速度为10m s2 将此木箱 木板和绳子送到火星上去 仍用同样的力和方式拖动木箱 则木箱能获得的加速度 已知地球表面重力加速度为10m s2 为多少 答案 13m s2 易错点 对物理情景认识不清导致错误案例 2013年12月14日 嫦娥三号 成功登陆月球并释放出 玉兔 月球车 如图 中国成为世界上第三个在月球实现软着陆的国家 我们可以假想人类不断向月球 移民 经过较长时间后 月球和地球仍