3.万有引力定律的应用

1、万有引力定律的应用第一课时授课人：商贇珏教学目标：1、掌握重力产生的原因，理解重力和万有引力的区别2、会利用万有引力计算物体在不同位置的重力大小3、知道重力加速度随纬度变化原因4、会利用万有引力计算天体质量及密度1、通过对我国宇宙空间科技发展的了解激发学生的爱国热情2、通过学习万有引力定律在天文学上的应用激发学生学习物理的热情1、重点：重力的来源及变化特征；利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法2、难点：利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法德育目标：教学重、难点：知识回顾万有引力定律1、内容： 自然界中任何两个物体间都存在着相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与它们

2、之间的距离的平方成反比。2、公式：r：质点(球心)间的距离引力常量：G=6.671011 Nm2/kg23、条件: 质点或均质球体4、理解:普遍性、相互性、宏观性万有引力与重力的区别与联系：1.万有引力：物体受地球的引力 方向：指向地心2.重力:由于地球的吸引而使物体受到 的力，叫做重力。 方向：竖直向下，指垂直于当地的水平面（重力与万有引力是同一性质的力。）G=mgRMGmrF向F引其中F引G ，而向心力Fnmr2, 重力G=mg. F引为 Fn和 G的矢量和地球表面上的物体： 由于地球自转，静止在地球上的物体也跟着绕地轴作圆周运动，其自转向心力由万有引力的一个分力来提供。因此，在地球表面上

3、的物体所受的万有引力可以分解成物体所受的重力和随地球自转做圆周运动的向心力。此时自转向心力达到最大值：FmaxmR2，重力达到最小值此时重力等于万有引力，重力达到最大值，由以上分析可知：当物体由赤道向两极移动的过程中，自转向心力减小，而重力增大，只有物体在两极时物体所受的万有引力才等于重力。重力加速度(g)在赤道附近最小，在两极处最大由此可见：重力只是物体所受万有引力的一个分力，但是由于另一个分力F特别小，所以一般近似认为地球表面（附近）上的物体，所受重力等于万有引力。即：地球表面重力加速度：黄金代换假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p，火星的半径R火和地球

4、的半径R地之比R火/R地=q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力的加速度g地之比等于多少？比值计算题练习1卡文迪许被称为能称出地球质量的人地球的质量怎样称量?“称量地球的质量”物体在天体(如地球)表面时受到的重力近似等于万有引力“称量地球的质量”设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R =6.4106m，引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2，试估算地球的质量。 练习2已知星球表面重力加速度g和星球半径R,求星球平均密度。练习3思考：如果已知行星(m)绕恒星(M)公转的周期T和轨道半径r，能否计算出行星和恒星的质量吗？(1)思路：质量为m的行星绕恒星做匀速圆周

5、运动时，行星与恒星间的万有引力提供向心力。开普勒第三定律根据上式可知只能求到中心天体质量，不能求到环绕天体质量1、如果知道地球绕太阳的公转周期T和它与太阳的距离r，能求出太阳的质量吗？若要求太阳的密度，还需要哪些量？2、教材P50的活动中的问题练习4注意公式中的r是轨道半径，R是天体半径1.海王星的发现：英国剑桥大学的学生_和法国年轻的天文学家_根据天王星的观测资料，利用万有引力定律计算出天王星外“新”行星的轨道。1846年9月23日，德国的_在勒维耶预言的位置附近发现了这颗行星_。2.其他天体的发现：近100年来，人们在海王星的轨道之外又发现了_、阋神星等几个较大的天体。亚当斯勒维耶伽勒海王

6、星冥王星预测未知天体课堂小结： 本节我们首先分析了重力的来源，它是万有引力的一个分力，在赤道处最小，两极处最大；另一个分力是自转向心力。在近似计算中我们认为重力与万有引力相等。其次，我们学习了在不同条件下求星球的质量和密度，课后请大家复习巩固。作业布置：练习册对应练习1、不考虑地球自转的条件下，地球表面的物体2、随纬度的升高，向心力减小，则重力将增大 赤道两极3.地球表面的物体所受的重力的实质是物体所受万有引力的一个分力结论：向心力远小于重力,万有引力近似等于重力。2、地球上空（不受自转影响）F引=G 3.环绕地球的物体 当物体在距地面一定高度绕地心做匀速圆周运动时，地球自转对物体做圆周运动无影响，且此时地球对物体的万有引力就等于物体重力，引力提供物体做圆周运动的向心力，所以三者相等。 F引=G=mv2/r2022/7/30二.重力加速度的计算方法:纬度越高，重力加速度越大；高度越高，重力加速度越小。注意：重力加速度随纬度的变化很小，通常认 为地球表面重力加速度相等。2022/7/30二.重