物理必修Ⅱ人教新课标6.3万有引力定律.ppt

1 第三节万有引力定律 2 课标定位学习目标 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 重点难点 1 万有引力定律及其应用 2 月 地检验 3 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第二节第三节 课前自主学案 4 课前自主学案 正比 反比 5 正比 反比 6 乘积 7 8 乘积 二次方 9 3 引力常量 1 大小 G 2 测定 英国物理学家 在实验室里准确地测出了G值 6 67 10 11N m2 kg2 卡文迪许 10 核心要点突破 11 2 距离r 公式中的r是两个质点间的距离 对于均匀球体 就是两球心间的距离 2 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 一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力 可用公式计算 r为球心到质点间的距离 12 3 对万有引力定律的理解 13 14 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附近或表面的物体的万有引力 15 16 解析 选BD m1与m2之间的相互作用力是一对作用力与反作用力 它们分别作用在两个不同的物体上 不是平衡力 当r趋近于零时 则两个物体不能看成质点 公式不再适用 17 二 万有引力和重力的关系1 重力是万有引力的一个分力重力是由于地球的吸引而产生的 但能否说万有引力就是重力呢 分析这个问题应从地球自转入手 在地球表面上的物体所受的万有引力F可以分解成物体所受到的重力G和随地球自转而做圆周运动的向心力F 如图6 2 1所示 图6 2 1 18 19 20 21 这个关系式表明 随着高度的增加 重力加速度会减小 在计算时 这个因素有时是不能忽略的 22 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 地球与物体间的万有引力可以认为在数值上等于物体的重力 那么在6400km的高空 物体的重力与它在地面上的重力之比为 R地 6400km A 2 1B 1 2C 1 4D 1 1 23 24 课堂互动讲练 25 2011年西安八校联考 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 其表面与球面相切 如图6 2 2所示 已知挖去小球的质量为m 在球心和空穴中心连线上 距球心d 6r处有一质量为m2的质点 求剩余部分对m2的万有引力 图6 2 2 26 思路点拨 处理本题的关键是采用填补法 把挖去的部分补上 然后把多计算的力从总的万有引力中减去 27 28 方法总结 万有引力表达式适用于质点间的相互作用 也适用于质量分布均匀的球体 当球体挖去一个小球后 球体不再是质量分布均匀的球体 不能再简单地运用万有引力公式计算 29 变式训练1设想把质量为m的物体放在地球的中心 地球质量为M 半径为R 则物体与地球间的万有引力是 30 解析 选A 地心周围的物体对放在地心处的物体的万有引力的合力为零 所以选项A正确 31 2011年厦门高一检测 假设火星和地球都是球体 火星的质量为M火 地球的质量为M地 两者质量之比为p 火星的半径为R火 地球的半径为R地 两者半径之比为q 它们表面处的重力加速度之比为 32 思路点拨 在不考虑星球自转时 物体在星球表面受到的重力等于万有引力 33 34 答案 C 35 变式训练21990年5月 紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星 该小行星的半径为16km 若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体 小行星密度与地球相同 已知地球半径R 6400km 地球表面重力加速度为g 这个小行星表面的重力加速度为 36 37 38 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 39 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 思路点拨 本题是竖直上抛运动规律和万有引力的结合 关键是要求出该星球表面的重力加速度 竖直上抛运动的规律在该星球表面仍然适用 40 41 答案 1 2m s2 2 1 80 方法总结 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 也有重力等于万有引力 42 变式训练3已知地球与火星的质量之比M地 M火 8 1 半径之比R地 R火 2 1 现用一根绳子水平拖动放在地球表面木板上的箱子 设箱子与木板之间的动摩擦因数为0 5 在地球上拖动时 能获得10m s2的最大加速度 将箱子 木板 绳子送