2019-2020学年新教材高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 2 万有引力定律课件 新人教版必修第二册

万有引力定律,知识点一行星与太阳间的引力,观图助学(1)为什么苹果从树上落向地面而不飞上天空？,(2)在我们周围物体都要受到地球引力的作用，那么地球也受到太阳的引力作用吗？为什么地球不会落到太阳的表面，而是环绕太阳转动？,1.推导过程如右图所示，设行星的质量为m，速度为v，行星与太阳间的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为f_,天文观测可以测得行星公转的周期t，并据此可求出行星的速度v_联立整理后得f_,上式除m、r以外，其余都是常量，所以f_力的作用是_的，行星与太阳的引力也应与太阳的质量m太成正比，即f_。,相互,式中量g与太阳、行星都没有关系。太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线。苹果落向地面是地球对苹果的引力造成的。正是因为太阳的引力作用，行星才能环绕太阳转动。,太阳对行星的引力,太阳与行星间引力示意图,太阳吸引行星，行星也吸引太阳,知识点二月地检验,观图助学,地球对卫星的引力与月球对“嫦娥二号”的引力性质是否相同？遵守的规律是否相同？,牛顿第二定律,2.结论：月球运动的向心加速度与我们的预期符合得很好。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_的规律。,相同,思考判断(1)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。()(2)月球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的。()(3)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。(),吸引,连线,正比,反比,万有引力定律指出，任何物体间都存在着引力，为什么当两个同学靠近时并没有吸引到一起呢？是因为两个同学间的引力太小了，可以忽略不计。,知识点四引力常量1.引力常量的测定英国物理学家卡文迪什在实验室里通过扭秤装置，比较准确地得出了g值，当时测得g6.7451011nm2/kg2。国际科技数据委员会2014年的推荐值g6.67408(31)1011nm2/kg2，通常取g6.671011nm2/kg2。2.引力常量测定的意义(1)卡文迪什利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性。(2)引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的有力证据。,卡文迪什的扭秤实验扭秤的关键是在石英丝上装一个平面镜，显示石英丝极微小的扭转角，从而测出极微小的扭转力。,核心要点一万有引力定律的理解,问题探究,答案(1)r指的是两个质点间的距离。,探究归纳,(1)引力常量g：g6.671011nm2/kg2；其物理意义为：引力常量在数值上等于两个质量都是1kg的质点相距1m时的相互吸引力。(2)距离r：公式中的r是两个质点间的距离，对于质量均匀分布的球体，就是两球心间的距离。,(1)万有引力定律公式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的尺度大得多时，可用此公式近似计算两物体间的万有引力。,(2)质量分布均匀的球体间的相互作用，可用此公式计算，式中r是两个球体球心间的距离。(3)一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也可用此公式计算，式中的r是球体球心到质点的距离。,3.万有引力的四个特性,a.只要是两个球体，就可用上式计算万有引力b.r趋近0时，万有引力趋于无穷大c.m1、m2受到的万有引力总是大小相等d.m1、m2受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力,答案c,针对训练1(多选)关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是(),a.不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力b.只有能看作质点的两物体间的引力才能用f计算c.由f知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大d.引力常量g的测出，证明了万有引力定律的正确性,答案cd,核心要点二万有引力定律的简单应用,试题案例例2(多选)(2019河北武邑中学期中考试)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行的轨道与月球绕地球运行的轨道均可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，下列说法正确的是()a.太阳引力远大于月球引力b.太阳引力与月球引力相差不大c.月球对不同区域海水的引力大小相等d.月球对不同区域海水的引力大小有差异,答案ad,针对训练2如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为m1、m2，半径大小分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为(),答案d,针对训练3同步卫星距离地面的高度约为地球半径的6倍，那么，某卫星在同步轨道上运行时受到的引力是它在地面上受到的引力的n倍，则n等于(),答案b,(1)该人在各地点所受的万有引力有什么关系？(2)该人在各地点所受的重力有什么关系？,核心要点三万有引力与重力的关系问题探究假如某个人做环球旅行，可能到达地球的任何地点，如果将地球看成标准的球体，那么该人分别位于赤道上某点、北半球的某点、南半球的某点、北极点、南极点等不同地点。,答案(1)在各地点所受的万有引力大小相等，方向沿对应的地球半径指向地心。(2)由于地球自转的影响，该人在各地点所受的重力大小不一定相等，方向也不一定指向地心。,探究归纳1.重力为万有引力的分力,2.影响(重力加速度)大小的因素(1)纬度对重力的影响,重力与万有引力是同一性质的力,重力,黄金代换gmgr2,试题案例例3一物体在地球表面重16n，它在以的火箭中的视重(即物体对火箭竖直向下的压力)为9n，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的(地球表面重力加速度取10m/s2)()a.2倍b.3倍c.4倍d.0.5倍,解析设此时火箭离地球表面高度为h。,满足牛顿第二定律,5m/s2的加速度加速上升,由牛顿第二定律得fnmgma，,由可得g0.625m/s2。,代入数据，得h3r，故选项b正确。答案b,针对