高中物理63萬有引力定律

1、6.3 萬有引力定律（課前學）肥城三中 高一物理組學習目標:1、理解萬有引力定律，知道其內(nèi)容及適用條件2、會運用萬有引力定律分析有關天體運動問題學習重點：運用萬有引力定律分析有關天體運動問題學習難點: 運用萬有引力定律分析有關天體運動問題課前演練1假定維持月球繞地球運動的力與使得蘋果下落的力真的是同一種力，同樣遵從 的定律，那么，由于月球軌道半徑約為地球半徑的60倍，所以月球軌道上一個物體受到的引力是在地球上的 倍。根據(jù)牛頓第二定律，物體在月球軌道上運動的加速度(月球 加速度)是它在地面附近下落時的加速度( 加速度)的 倍。根據(jù)牛頓時代測出的月球公轉周期和軌道半徑，檢驗的結果是 ，與 ，真的是

2、同一種力。2自然界中任何兩個物體都 ，引力的大小與 正比，與 成反比。其中G叫 ，數(shù)值為 ，它是英國物理學家 在實驗室利用扭秤實驗測得的。3萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，是17世紀自然科學最偉大的成果之一。它把地面上 規(guī)律和 規(guī)律統(tǒng)一了起來，對以后物理學和天文學的發(fā)展具有深遠的影響。它第一次揭示了 規(guī)律，在人類認識自然的歷史上樹立了一座里程碑。6.3 萬有引力定律（課中案）肥城三中 高一物理組 一、教學目標知識與技能1、理解萬有引力定律，知道其內(nèi)容及適用條件2、會運用萬有引力定律分析有關天體運動問題過程與方法1通過推導太陽與行星間的引力公式，體會邏輯推理在物理學中的重要性2體會推導過程中的數(shù)量關系情感、

3、態(tài)度與價值觀感受太陽與行星間的引力關系，從而體會大自然的奧秘二、教學重點與難點1、理解和掌握開普勒行星運動定律，認識行星的運動學好本節(jié)有利于對宇宙中行星的運動規(guī)律的認識，掌握人類認識自然規(guī)律的科學方法，并有利于對人造衛(wèi)星的學習2、對開普勒行星運動定律的理解和應用，通過本節(jié)的學習可以澄清人們對天體運動神秘、模糊的認識二、教學重難點1、據(jù)開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力公式，記住推導出的引力公式2、太陽與行星間的引力公式的推導過程【精講點撥】【例1】對于質(zhì)量為m1和質(zhì)量為m2的兩個物體間的萬有引力的表達式F=Gm1m2r2，下列說法正確的是 ( ) A.公式中的G是引力常量

4、，它是由實驗得出的，而不是人為規(guī)定的 B.當兩個物體間的距離r趨于零時，萬有引力趨于無窮大 C.ml和m2所受引力大小總是相等的 D.兩個物體間的引力總是大小相等，方向相反的，是一對平衡力【例2】火星半徑為地球半徑的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9。一位宇航員連同宇航服在地球上的質(zhì)量為100kg ，則在火星上其質(zhì)量為 kg，重力為 N.【例3】宇航員站在一星球表面上某高處，沿水平方向拋出一個小球，經(jīng)過時間t小球落到星球表面，測得拋出點與落地點之間的距離為L，若拋出時的初速度增大到2倍，則拋出點與落地點之間的距離為3L已知兩落地點在同一水平面上，該星球的半徑為R，萬有引力常量為G求該星球的質(zhì)量

5、M.【例4】你受太陽的引力是多大?和你受地球的引力比較一下；可得出什么樣的結論?太陽的質(zhì)量是1.99X1030kg，地球到太陽的距離為1.5 X1011m，設你的質(zhì)量是60kg?！井斕眠_標】1、下列說法正確的是（ ） A.地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種性質(zhì)的力 B.地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力不是同一種類型的力 C.地面物體所受地球引力只與物體質(zhì)量有關，G=mgD.月球所受地球的引力與月球質(zhì)量有關外，還與地球質(zhì)量有關2、如圖732所示，兩球間距離為r，而球質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1、m2，則兩球間的萬有引力的大小為( ) A. Gm1m2r2 B. Gm1m

6、2(r+r1)2 C. Gm1m2(r+r2)2 D. Gm1m2(r+r1+r2)23、 地球的質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，一飛行器在地球月球之間，當?shù)厍驅(qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r，這飛行器距地心距離與距月心距離之比為 .4、 最近幾十年，人們對探測火星十分感興趣，先后曾發(fā)射過許多探測器稱為“火星探路者”的火星探測器曾于1997年登上火星2004年，又有“勇氣”號和“機遇”號探測器登上火星已知地球質(zhì)量約是火星質(zhì)量的9.3倍，地球直徑約是火星直徑的1.9倍，探測器在地球表面和火星表面所受引力的比值是多少?5、 某星球的質(zhì)量約為地球的9倍，半徑約為地球的一半。若從地球上高h處平拋一物體，

7、射程為60m。則在該星球上，從同樣高度，以同樣的初速度平拋同一物體，射程變?yōu)槎嗌?6、已知月球質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/81，月球半徑是地球半徑的1/3.8.求： (1)在月球和地球表面附近，以同樣的初速度分別豎直上拋一個物體時，上升的最大高度之比是多少?(2)在距月球和地球表面相同高度處(此高度較小)，以同樣的初速度分別水平拋出一個物體時，物體的水平射程之比為多少?7、設想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運到地球上，假定經(jīng)過長時間開采后，地球仍可看作是均勻的球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運動，則與開采前相比（ ）A.地球與月球間的萬有引力將變大B.地球與月球間的萬有引力將變小C.月球繞地球運動的

8、周期將變大D.月球繞地球運動的周期將變短6.3 萬有引力定律（課后案）1.下列說法中正確的是( )A.兩質(zhì)點間萬有引力為F，當它們間的距離增加一倍時，它們之間的萬有引力變?yōu)镕2B.樹上的蘋果掉到地上，這說明地球吸引蘋果的力大于蘋果吸引地球的力C.由萬有引力公式F=Gm1m2r2可知，當其他條件不變而r趨近O時，F(xiàn) 趨于無窮大D.以上說法均不正確2.下列關于萬有引力定律的說法中正確的是( )A.萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的B. F=Gm1m2r2中的G是一個比例常數(shù)，是有單位的C.萬有引力定律適用于質(zhì)點間的相互作用D.兩個質(zhì)量分布均勻的分離的球體之間的相互作用力也可以用F=Gm1m2r2來計算，r是

9、兩球體球心間的距離3.設想把一個質(zhì)量為m的物體放在地球中心，這時它受到地球?qū)λ娜f有引力為( )A.零 B.mg C.無窮大 D.無法確定4.關于萬有引力，下列說法正確的是( )A.萬有引力只有在天體與天體之間才能明顯地表現(xiàn)出來B.一個蘋果由于其質(zhì)量很小，所以它受到的萬有引力幾乎 可以忽略C.地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的萬有引力遠大于人造衛(wèi)星對地球的萬 有引力D.地球表面的大氣層是因為萬有引力的約束而存在于地球 表面附近 5.地球?qū)υ虑蚓哂邢喈敶蟮娜f有引力，它們不靠在一起的原因是( )A.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f有引力，這兩個力大小相等，方向相反，互相平衡了B.地球?qū)υ虑虻囊€不算

10、大C.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且太陽系里其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f有引力，這些力的合力等于零D.萬有引力不斷改變月球的運動方向，使得月球繞地球運行6.兩位質(zhì)量各為50kg的人相距1m時，他們之間的萬有引力的數(shù)量級約為（ ）A.10-7N B. 107N C. 10-11N D. 1011N 7.月球表面的重力加速度為地球表面上重力加速度的16，一個質(zhì)量為600kg的飛行器到達月球后( )A.在月球表面上的質(zhì)量仍為600 kgB.在月球表面上的重量為980NC.在月球表面上的高空中重量小于980ND.在月球上的質(zhì)量將小于600kg8.一名宇航員來到一個星球上，如果該星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的一半，它的

11、直徑也是地球直徑的一半，那么這名宇航員在該星球上所受的萬有引力大小是它在地球上所受的萬有引力的( ) A. 14 倍 B. 12 倍 C. 2.0倍 D. 4.0倍9.火星有兩顆衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓已知火衛(wèi)一的周期為7 h39 min，火衛(wèi)二的周期為30 h18 min.則兩顆衛(wèi)星相比（ ）A.火衛(wèi)一距火星表面較近B.火衛(wèi)二的角速度較大C.火衛(wèi)一的運動速度較大D.火衛(wèi)二的向心加速度較大10.有兩個大小一樣、同種材料制成的均勻球體緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F，若用上述材料制成兩個半徑更小的靠在一起的均勻球體，它們間的萬有引力將( )A.等于F B.小于FC.大于F

12、 D.無法比較11.兩個質(zhì)量均勻的球體相距r，它們之間的萬有引力為10-8N，若它們的質(zhì)量、距離都增加為原來的2倍，則它們間的萬有引力為（ ） A. 410-8N B. 10-8N C. 210-8N D. 10-4N12.火星的半徑是地球半徑的l/2，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/10，忽略火星和地球的自轉，如果地球上質(zhì)量為60kg的人到火星上去，則此人在火星表面的質(zhì)量是 kg，所受的重力是 N；在火星表面上由于火星的引力產(chǎn)生的加速度是 m/s2在地球表面上可舉起60kg杠鈴的人，到火星上用同樣的力可舉起質(zhì)量是 kg的杠鈴(g取9.8m/s2)能力提升13. 概念理解地球上的物體隨地球自轉而做圓

13、周運動，因此( )A.地球?qū)ξ矬w的萬有引力就是地球上的物體做圓周運動的向心力B.兩個海拔高度相同的物體，緯度較低的向心加速度較大C.物體向心加速度的方向可能不指向地心D.物體的向心加速度等于重力加速度14.探究題地球上有兩位相距非常遠的觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造衛(wèi)星，相對自己靜止不動，則這兩位觀察者的位置以及兩顆人造衛(wèi)星到地球中心的距離可能是 ( )A.一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等B.一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應成整數(shù)倍C.兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等D.兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應成

14、整數(shù)倍15.應用題地球與物體間的萬有引力可以認為在數(shù)值上等于物體的重力，那么6400km的高空，物體的重力與它在地面上的重力之比為( ) A.2:l B.1:2 C.1:4 D.1:116.應用題某人造地球衛(wèi)星因受高空稀薄空氣的阻力作用，繞地球運轉的軌道會慢慢改變，每次測量中衛(wèi)星的運動可近似看作圓周運動某次測量衛(wèi)星的軌道半徑為r1，后來變?yōu)閞2，r2r1，以Ek1、Ek2表示衛(wèi)星在這兩個軌道上的動能，T1、T2表示衛(wèi)星在這兩個軌道上繞地球運動的周期，則（ ） A. Ek1=Ek2，T1=T2 B. Ek1T2 C. Ek1Ek2，T1Ek2，T1T217探究題在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學說叫“宇宙膨脹說”這種學說認為萬有引力常量G在緩慢地減小根據(jù)這一理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉情況與現(xiàn)在相比( )A.公轉半徑r較大 B.公轉周期T較小C.公轉速率v較大 D.公轉角速度較小18.假設地球是規(guī)則的球形體，半徑為6 400km，由于地球的自轉作用，一個質(zhì)量為75kg的人在赤道處的重力比他在兩極的重力要 些，差值為 。19.應用題某