高一物理新必修二学案 6.3 万有引力定律

1、.6.3 万有引力定律 学案人教版必修21假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力真的是同一种力，同样遵从“_的规律，由于月球轨道半径约为地球半径苹果到地心的间隔 的60倍，所以月球轨道上一个物体受到的引力是地球上的_倍根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度月球_加速度是它在地面附近下落时的加速度_加速度的_根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径，检验的结果是_2自然界中任何两个物体都_，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与_成正比、与_成反比，用公式表示即_其中G叫_，数值为_，它是英国物理学家_在实验室利用扭秤实验测得的3万有引力定律适用于_的互相作用近似地，用于两个物体

2、间的间隔 远远大于物体本身的大小时；特殊地，用于两个均匀球体，r是_间的间隔 4关于万有引力和万有引力定律的理解正确的选项是A不能看做质点的两物体间不存在互相作用的引力B只有能看做质点的两物体间的引力才能用F计算C由F知，两物体间间隔 r减小时，它们之间的引力增大D万有引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×1011 N·m2/kg25对于公式FG理解正确的选项是Am1与m2之间的互相作用力，总是大小相等、方向相反，是一对平衡力Bm1与m2之间的互相作用力，总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力C当r趋近于零时，F趋向无穷大D当r趋近于零时，公式不适用6

3、要使两物体间的万有引力减小到原来的，以下方法不可采用的是A使物体的质量各减小一半，间隔 不变B使其中一个物体的质量减小到原来的，间隔 不变C使两物体间的间隔 增为原来的2倍，质量不变D使两物体间的间隔 和质量都减为原来的【概念规律练】知识点一万有引力定律的理解1关于万有引力定律的适用范围，以下说法中正确的选项是A只适用于天体，不适用于地面上的物体B只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体C只适用于质点，不适用于实际物体D适用于自然界中任何两个物体之间2两个大小一样的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，假设两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，那么它们之间的万有引力为A.F B4

4、F C.F D16F3一名宇航员来到一个星球上，假如该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受万有引力的A0.25倍 B0.5倍 C2.0倍 D4.0倍知识点二用万有引力公式计算重力加速度4设地球外表重力加速度为g0，物体在间隔 地心4RR是地球的半径处，由于地球的作用而产生的加速度为g，那么g/g0为A1 B1/9 C1/4 D1/165假设火星和地球都是球体，火星质量M火和地球质量M地之比为p，火星半径R火和地球半径R地之比q，那么离火星外表R火高处的重力加速度g火h和离地球外表R地高处的重力加速度g地h之比_.【方

5、法技巧练】一、用割补法求解万有引力的技巧6有一质量为M、图1半径为R的密度均匀球体，在间隔 球心O为2R的地方有一质量为m的质点，如今从M中挖去一半径为的球体，如图1所示，求剩下部分对m的万有引力F为多大？二、万有引力定律与抛体运动知识的综合7宇航员在地球外表以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；假设他在某星球外表以一样的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处取地球外表重力加速度g10 m/s2，空气阻力不计1求该星球外表附近的重力加速度g.2该星球的半径与地球半径之比为R星R地14，求该星球的质量与地球质量之比M星M地8宇航员站在某一星球间隔 外表h高度处，以初速度

6、v0沿程度方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球外表，该星球的半径为R，引力常量为G，求：1该星球外表重力加速度g的大小；2小球落地时的速度大小；3该星球的质量参考答案课前预习练1平方反比公转的向心自由落体遵从一样的规律2互相吸引物体的质量m1和m2的乘积它们之间间隔 r的二次方FG引力常量6.67×1011 N·m2/kg2卡文迪许3质点球心4C任何物体间都存在互相作用的引力，故称万有引力，A错；两个质量均匀的球体间的万有引力也能用F来计算，B错；物体间的万有引力与它们间隔 r的二次方成反比，故r减小，它们间的引力增大，C对；引力常量G是由卡文迪许准确测出的，D错5B

7、D两物体间的万有引力是一对互相作用力，而非平衡力，故A错，B对；万有引力公式FG只适用于质点间的万有引力计算，当r0时，物体便不能再视为质点，公式不适用，故C错，D对6D课堂探究练1D2D小铁球间的万有引力FG大铁球半径是小铁球半径的2倍，其质量为小铁球mV·r3大铁球MV·2r38··r38m所以两个大铁球之间的万有引力FG16·16F.点评运用万有引力定律时，要准确理解万有引力定律公式中各量的意义并能灵敏运用此题通常容易出现的错误是考虑两球球心间隔 的变化而忽略球体半径变化而引起的质量变化，从而导致错误3C由万有引力定律公式，在地球上引力F

8、G，在另一星球上引力FGG2G2F，故C正确点拨利用万有引力定律分别计算宇航员在地球外表和星球外表所受到的万有引力，然后比较即可得到结果4D地球外表：Gmg0.离地心4R处：Gmg由以上两式得：2.点评1切记在地球外表的物体与地心的间隔 为R.2物体在离地面h高度处，所受的万有引力和重力相等，有mg.所以g随高度的增加而减小，不再等于地面附近的重力加速度3通常情况下，处在地面上的物体，不管这些物体是处于何种状态，都可以认为万有引力和重力相等，但有两种情况必须对两者加以区别：一是从细微之处分析重力与万有引力大小的关系，二是物体离地面高度与地球半径相比不能忽略的情况5.解析距某一星球外表h高处的物

9、体的重力，可认为等于星球对该物体的万有引力，即mghG，解得距星球外表h高处的重力加速度为ghG.故距火星外表R火高处的重力加速度为g火hG，距地球外表R地高处的重力加速度为g地hG，以上两式相除得·.点评对于星球外表上空某处的重力加速度ghG，可理解为gh与星球质量成正比，与该处到星球球心间隔 的二次方成反比6.解析一个质量均匀分布的球体与球外的一个质点间的万有引力可以用公式FG直接进展计算，但当球体被挖去一部分后，由于质量分布不均匀，万有引力定律就不再适用此时我们可以用“割补法进展求解设想将被挖部分重新补回，那么完好球体对质点m的万有引力为F1，可以看做是剩余部分对质点的万有引力F与被挖小球对质点的万有引力F2的合力，即F1FF2.设被挖小球的质量为M，其球心到质点间的间隔 为r.由题意知M，r；由万有引力定律得F1GF2GG故FF1F2.方法总结此题易错之处为求F时将球体与质点之间的间隔 d当做两物体间的间隔 ，直接用公式求解求解时要注意，挖去球形空穴后的剩余部分已不是一个均匀球体，不能直接运用万有引力定律公式进展计算，只能用割补法712 m/s22180解析 1根据竖直上抛运动规律可知，地面上竖直上抛物体落回原地经历的时间为：t在该星球外表上竖直上抛的物体落回原地所用时间为：5t所以gg2