教科版必修二 第2节　万有引力定律 课件（34张）.ppt

第2节万有引力定律 自主学习 随堂演练 要点探究 自主学习 感悟新知 教师参考 目标导航重点 万有引力定律的应用难点 万有引力与重力的区别和联系 情境链接地球绕太阳公转 太阳系的其他行星也绕着太阳公转 月球绕着地球公转 那么是什么力使天体维持这样的运动 苹果从树上掉下为什么总是落向地面 信息1 天体之间存在着引力作用 2 地球与周围物体之间也存在着引力作用 教材梳理 一 万有引力定律1 内容 任何两个物体之间都存在相互作用的引力 引力的大小与这两个物体的的乘积成正比 与这两个物体之间的距离的成反比 2 表达式 f g 3 适用范围 万有引力定律适用于质点间的相互作用 对于质量分布均匀的球体 r是两球心之间的距离 质量 平方 想一想答案 不对 当r 0时 两物体不能看成质点 万有引力定律不适用了 二 引力常量1 大小 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正确性 使万有引力定律具有更广泛的实用价值 6 67 10 11n m2 kg2 卡文迪许 想一想引力常量的测定有什么意义 答案 1 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 显示出其实用价值 思考判断 1 太阳对行星的引力与行星质量成正比 行星对太阳的引力与太阳质量成正比 二者大小并不相等 2 地球对月球的引力与地面上的物体所受的地球的引力是两种不同性质的力 3 万有引力只存在于天体之间 普通的常见的物体间不存在万有引力 4 引力常量是牛顿首先测出的 答案 1 2 3 4 要点探究 突破核心 要点一 问题导学 宇宙中各种天体是有质量的 人是有质量的 地球上的其他物体也是有质量的 请思考 1 任意两个物体之间都存在万有引力吗 两个物体之间的距离r 应怎样理解 2 地球对人的万有引力与人对地球的万有引力大小相等吗 答案 1 任意两个物体间都存在万有引力 r是指两个质点间的距离 2 相等 万有引力定律的理解 要点归纳 1 万有引力定律的 四性 2 万有引力定律的适用条件 1 严格地说 万有引力定律只适用于质点间的相互作用 2 两个质量分布均匀的球体间的相互作用 也可用此定律计算 其中r是两个球心间的距离 3 一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也适用 其中r为球心到质点间的距离 4 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 特别提示 1 求地球对其周围物体万有引力的大小 r是物体到地心的距离 而不是到地面的高度 2 对于两个不能看成质点的物体间的万有引力不能直接用万有引力公式求解 但万有引力定律仍然适用 思路点拨 万有引力定律的适用条件是两个质点间或质量分布均匀的球体间的引力 若两个物体可以看成质点 则r为质点间的距离 对于质量分布均匀的球体 公式中的r为两球体间的距离 b 规律方法割补法处理万有引力问题 教师备用 例1 1 一探月卫星在地月转移轨道上运行 某一时刻正好处于地心和月心的连线上 卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4 1 已知地球与月球的质量之比约为81 1 则该处到地心与到月心的距离之比约为 答案 9 2 d 要点二 重力与万有引力的关系 问题导学 如图所示 当人站在地球的不同位置时 比如赤道 两极或者其他位置 请思考 1 人站在地球的不同位置 受到的万有引力大小一样吗 2 人站在地球的不同位置 受到的重力大小一样吗 答案 1 一样 2 不一样 3 物体在两极时 其受力情况如图 丙 所示 这时物体不再做圆周运动 没有向心力 物体受到的万有引力f引和支持力n是一对平衡力 此时物体的重力mg n f引 特别提示由于地球自转缓慢 物体需要的向心力很小 最大不超过重力的3 4 所以地球表面处物体所受到的引力近似等于其重力 典例2 地球表面重力加速度为g 忽略地球自转的影响 在距地面高度为h的空中重力加速度是地面上重力加速度的几倍 已知地球半径为r 思维导图 误区警示对重力加速度的认识 教师备用 例2 1 假设火星和地球都是球体 火星的质量为m火星 地球的质量为m地球 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 c d 随堂演练 检测效果 1 下面关于万有引力的说法中 正确的是 a 万有引力是普遍存在于宇宙中所有具有质量的物体之间的相互作用b 重力和万有引力是两种不同性质的力c 当两物体间有另一质量不可忽略的物体存在时 则这两个物体间的万有引力将增大d 当两物体间距离为0时 万有引力将无穷大 解析 重力是由于地球吸引而使物体受到的力 选项b错误 两物体间万有引力大小只与两物体质量的乘积及两物体间距离有关 与存不存在另一物体无关 选项c错误 若物体间距为零时 公式不适用 选项d错误 a 2 两个密度均匀的球体 两球心相距r 它们之间万有引力为10 8n 若它们的质量 球心间的距离增加为原来的2倍 则它们间的万有引力为 a 10 8nb 0 25 10 8nc 4 10 8nd 10 4n a 3 一名宇航员来到某一星球上 如果该星球的质量为地球的一半 它的直径也为地球的一半 那么这名宇航员在该星球上的重力是他在地球上的重力的 a 4倍b 0 5c 0 25d 2倍 d 4 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