高中物理第三章万有引力定律第2节万有引力定律课件教科版必修2.ppt

第2节万有引力定律,自主学习,课堂探究,达标测评,自主学习课前预习感悟新知,(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=.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.,想一想根据公式F=可知,当r0时F对吗?答案:不对,当r0时,两物体不能看成质点,万有引力定律不适用了.,质量,平方,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.,6.6710-11Nm2/kg2,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.,卡文迪许,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.(),思考判断,答案:1.2.3.4.,要点一,万有引力定律的理解,课堂探究核心导学要点探究,【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.,【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.,【典例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.若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则两个大铁球之间的万有引力为()A.2FB.4FC.8FD.16F,D,(2)两铁球球心之间的距离d=2r.,规律方法割补法处理万有引力问题割补法:把挖去的部分补上,然后把多计算的力从总的力中减去,对于此类问题,利用万有引力定律直接求解是不对的.另外,当质点与质量分布均匀的球体间距离较小时,球体虽然不能被看做质点,但仍然可用F=进行求解,此时的r应等于质点与球心间的距离.,(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41.已知地球与月球的质量之比约为811,则该处到地心与到月心的距离之比约为.,答案:92,针对训练1-1下列说法中正确的是()A.两质点间万有引力为F,当它们之间的距离增加1倍时,它们之间的万有引力是B.树上的苹果掉到地上,说明地球吸引苹果的力大于苹果吸引地球的力C.由万有引力公式F=可知,当其他条件不变而r趋近于0时,F趋于无穷大D.物体间的万有引力总是大小相等的,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.,【要点归纳】1.重力为地球引力的分力(1)在赤道处,如图(甲)所示,物体的万有引力分解为两个分力F向和m2g刚好在一条直线上,则有F引=F向+m2g,所以m2g=F引-F向=-m2R2.在赤道上重力最小.,(2)在某一纬度处.如图(乙)所示,在纬度为的地表处,万有引力的一个分力充当物体随地球一起绕地轴自转所需的向心力F向=mRcos2(方向垂直于地轴指向地轴),另一个分力就是通常所说的重力mg,其方向与支持力N反向,应竖直向下,而不是指向地心.,(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,针对训练2-1(多选)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+m2R,由于增大,则G重减小,选项C正确.,ABC,达标测评随堂演练检测效果,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,A,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.,2.某物体在地球表面受到地球的万有引力为F.若此物体受到的引力减小为,则其距离地面的高度应为(R为地球半径)()A.RB.2RC.4RD.8R,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,解析:可认为在该星球表面上万有引力约等于重力,即G0=G,m相同,星球的M,r均为地球的一半,重力G0为地球上重力的2倍,D正确.,4.最近几十年,人们对