高中物理 第六章 万有引力与航天 第二、三节 万有引力定律课件 新人教版必修2.ppt

第二节太阳与行星间的引力第三节万有引力定律 第六章万有引力与航天 学习目标 1 知道太阳与行星间存在引力作用及行星绕太阳运动的向心力是由太阳对它的引力提供 2 了解万有引力定律的发现过程 理解万有引力定律的内容 会用万有引力定律公式解决有关问题 注意公式的适用条件 3 知道引力常量的测定方法及其在物理学上的重要意义 第六章万有引力与航天 拓展延伸 解疑难 太阳与行星间的引力关系的理解1 g是比例系数 与行星和太阳均没有关系 2 太阳与行星间的引力规律 也适用于行星与其卫星间的引力 3 该引力规律普遍适用于任何两个有质量的物体 4 物体之间的相互引力沿两个物体连线的方向 指向施力物体 1 1 太阳对行星的引力提供行星做圆周运动的向心力 2 太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比 与行星和太阳间的距离成反比 3 太阳对行星的引力公式是由实验得出的 4 太阳对行星的引力公式是由开普勒行星运动定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的 二 月 地检验 阅读教材p39 p40 1 猜想 维持月球绕地球运动的力与使物体下落的力是同一种力 遵从 的规律 3 结论 计算结果与预期符合得很好 这表明 地面物体所受地球的引力 月球所受地球的引力 与太阳 行星间的引力遵从相同的规律 平方反比 2 1 地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力 2 地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关 即g mg 3 月球所受地球的引力只与月球质量有关 三 万有引力定律 阅读教材p40 p41 1 内容 自然界中任何两个物体都相互吸引 引力的方向在 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的二次方成 3 引力常量g 由英国物理学家卡文迪许测量得出 常取g n m2 kg2 它们的连线上 正比 反比 6 67 10 11 拓展延伸 解疑难 1 公式的适用条件 1 严格地说 万有引力定律适用于计算质点间的相互作用 当两个物体间的距离比物体本身大得多时 可用此公式计算 r为两质点间的距离 2 两个质量分布均匀的球体间的相互作用 也可用此定律来计算 其中r是两球心间的距离 3 一个均匀球体与球外一个质点之间的万有引力也可用此定律来计算 其中r为球心到质点间的距离 2 引力常量测定的意义 1 卡文迪许通过改变质量和距离 证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性 2 第一次测出了引力常量 使万有引力定律能进行定量计算 显示出真正的实用价值 3 对万有引力定律的理解 万有引力不仅存在于太阳与行星 地球与月球之间 宇宙间任意两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力 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 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 两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关 而与物体所在空间的性质无关 也与周围是否存在其他物体无关 c 1 万有引力定律只适用于两个质点间的作用 均匀球体可看成是质量全部集中在球心的一个质点 对于非均匀球体 可采用割补法转化成均匀球体来计算 2 当物体不能看成质点时 可以把物体假想分割成无数个质点 求出两个物体上每个质点与另一个物体上所有质点的万有引力 然后求合力 高中一般不涉及 万有引力大小的计算 自选例题 启迪思维 1 两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起 它们之间的万有引力为f 若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起 则它们之间的万有引力为 a 2fb 4fc 8fd 16f d 2 一名宇航员来到一个星球上 如果该星球的质量是地球质量的一半 它的直径也是地球直径的一半 那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的 a 0 25倍b 0 5倍c 2倍d 4倍 c 万有引力与重力的关系 自选例题 启迪思维 1 假如地球自转速度增大 下列说法中正确的是 a 放在赤道地面上物体的万有引力不变b 放在两极地面上物体的重力不变c 放在赤道地面上物体的重力减小d 放在两极地面上物体的重力增大 解析 地球自转角速度增大 物体受到的万有引力不变 选项a正确 在两极 物体受到的万有引力等于其重力 则其重力不变 选项b正确 d错误 而对放在赤道地面上的物体 f万 g重 m 2r 由于 增大 则g重减小 选项c正确 abc d 答案 1 92 104km 物体在其他行星上做匀速运动 匀变速直线运动 自由落体运动 竖直上抛运动 平抛运动 圆周运动等 与在地球上做这些运动性质相同且遵守相同的规律 仍可用牛顿力学知识解决 不同之处是两处的重力加速度不同 在地球上g是作为已知的 而在其他行星上g未知 因此解决这类问题的关键是求行星上的重力加速度g 物体在其他行星上的运动 1 某星球的质量约为地球质量的9倍 半径约为地球半径的一半 若从地球表面高h处平抛一物体 射程为60m 则在该星球上 从同样高度以同样的初速度平抛同一物体 射程应为 a 10mb 15mc 90md 360m 自选例题 启迪思维 a 2 宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球 经过时间t 小球落回原处 若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球 需经过时间5t小球落回原处 取地球表面重力加速度g 10m s2 空气阻力不计 1 求该星球表面附近的重力加速度g 2 已知该星球的半径与地球半径之比为r星 r地 1 4 求该星球的质量与地球质量之比