高中物理 63 万有引力定律同步课件 新人教版必修2.ppt

第三节万有引力定律 1 理解万有引力定律的内容 2 知道万有引力表达式的适用条件 会用它进行计算 3 知道万有引力常量是自然界重要的物理常量之一 2 结论 地面物体所受地球引力 月球所受地球引力 太阳与行星间的引力 遵从相同的规律 二 万有引力定律1 内容 自然界中都相互吸引 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 任何两个物体 乘积 二次方 卡文迪许 6 67 10 11n m2 kg2 我们听说过很多关于月亮的传说 如 嫦娥奔月 如图所示 已成了家喻户晓的神话故事 我们每个月都能看到月亮的圆缺变化 你是否想过月亮为什么会绕地球运动而没有舍弃地球或投向地球的怀抱 提示 地球与月球间存在万有引力 引力等于月球绕地球做圆周运动的向心力 即f万 f向 所以月球既不会离弃地球 也不会投向地球怀抱 若f万 f向 月球会离弃地球 若f万 f向 月球会投向地球怀抱 2 对万有引力定律的理解 3 万有引力定律适用的条件 1 万有引力定律适用于两个质点间的相互作用 2 两个质量分布均匀的物体 当其间距很大时适用于该定律 距离r为两物体中心间的距离 3 一个均匀球体与球外一个质点间适用于该定律 其中r为球心到质点间的距离 由于地球自转 地球上的物体随之做圆周运动 所受的向心力f1 m 2r m 2rcos f1是引力f提供的 它是f的一个分力 f的另一个分力f2就是物体所受的重力 即f2 mg 由此可见 地球对物体的万有引力是物体受到重力的原因 但重力不完全等于万有引力 这是因为物体随地球自转 需要有一部分万有引力来提供向心力 2 重力和万有引力间的大小关系 1 重力与纬度的关系在赤道上满足mg f f向 物体受万有引力和地面对物体的支持力fn的作用 其合力充当向心力 fn的大小等于物体的重力的大小 在地球两极处 由于f向 0 即mg f 在其他位置 mg f与f向间符合平行四边形定则 同一物体在赤道处重力最小 并随纬度的增加而增大 两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 答案 d 针对训练 1 设想人类开发月球 不断把月球上的矿藏搬运到地球上 假定经过长时间开采后 地球仍可看做是均匀的球体 月球仍沿开采前的圆周轨道运动 则与开采前相比 a 地球与月球间的万有引力变大b 地球与月球间的万有引力变小c 地球与月球间的引力不变d 地球与月球间引力无法确定怎么变化 答案 b 设地球表面重力加速度为g0 物体在距离地心4r r是地球的半径 处 由于地球的作用而产生的加速度为g 则g g0为a 1b 1 9c 1 4d 1 16 答案 d 针对训练 2 据报道 最近在太阳系外发现了首颗 宜居 行星 其质量约为地球质量的6 4倍 一个在地球表面重量为600n的人在这个行星表面的重量将变为960n 由此可推知 该行星的半径与地球半径之比约为 a 0 5b 2c 3 2d 4 答案 b 宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一物体 经过时间t物体落回原处 若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一物体 需经过时间5t物体落回原处 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 的大小 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m星 m地 答案 1 2m s2 2 1 80 题后总结 处理此类综合题 关键是抓住两者之间的联系纽带 重力加速度 另外在其他星球表面的物体 不强调星球自转时 重力等于万有引力 针对训练 3 某星球的质量约为地球的9倍 半球约为地球的三分之一 若从地球上高h处平抛一物体 射程为63m 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 189mb 21mc 7md 567m 答案 c 误区 对万有引力定律的适用条件理解不透导致错误 尝试解答 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 可认为物体质量分布在球心计算万有引力 故a d正确 当r 0时 两物体不能视为质点 万有引力定律不再适用 b错 大球m球心周围物体对小球m的引力合力为零 故c错 正确答案 ad 误区警示 本题易多选b或c