【物理新教材】7.2 萬有引力定律 導學案（1）-人教版高中物理必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行第2節(jié)萬有引力定律1．知道太陽與行星間的引力與哪些因素有關(guān)．2．學習科學家發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程與方法．3．理解萬有引力定律及使用條件．4．學會使用萬有引力定律進行計算.1.重點：太陽與行星間的引力的推導思路和過程．2.難點：萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的思路。自主學習一、行星與太陽間的引力1．牛頓在物理學上的重大貢獻之一就是建立了關(guān)于運動的清晰的概念，他在前人對于慣性研究的基礎(chǔ)上，首先思考的問題是“物體怎樣才會不沿直線運動”，他的回答是________________________________________________________。由此推出：使行星沿圓或橢圓運動，需要指向__________________的力，這個力應該就是_____。于是，牛頓利用他的____________把行星的向心加速度與____________________聯(lián)系起來了。不僅如此，牛頓還認為這種引力存在于________________。 2．行星繞太陽做近似勻速圓周運動，需要的向心力是由____________________提供的，由向心力的公式結(jié)合開普勒第三定律得到向心力F＝____________。由此我們可以推得太陽對不同行星的引力，與行星的質(zhì)量m成______，與行星和太陽間距離的二次方成______，即F∝eq\f(m,r2)。3．根據(jù)牛頓第三定律，可知太陽吸引行星的同時，行星也必然吸引太陽，行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量M成________，與行星和太陽間距離的二次方成________，即F′∝eq\f(M,r2)。4．太陽與行星間引力的大小與太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者距離的二次方成反比，即F＝________，式中G為比例系數(shù)，其大小與太陽和行星的質(zhì)量________，太陽與行星引力的方向沿二者的____________。二、月—地檢驗月球的軌道半徑約為地球半徑的倍，月球軌道上一個物體受到的引力是在地面附近受到引力的，這說明月球?qū)ξ矬w的引力與半徑之間也遵從“”的規(guī)律。三、萬有引力定律1.內(nèi)容：自然界中兩個物體都相互吸引，引力的方向在上，引力的大小與成正比、與它們之間的距離的成反比。2.表達式：。3.適用條件：萬有引力公式只適合于兩個可以看做的物體，即物體（原子）的自身半徑相對兩者的間距可以忽略時適用。4.理解：“兩物體的距離”—如果兩個物體可以看作質(zhì)點，這個距離就是的距離，如果是地球、月球等球體，這個距離應該是的距離。四、引力常量英國物理學家在實驗室里通過幾個之間萬有引力的測量，比較準確地測得了G的數(shù)值，通常取G=。1．下面關(guān)于行星對太陽的引力的說法中正確的是()A．行星對太陽的引力和太陽對行星的引力是同一性質(zhì)的力B．行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量成正比，與行星的質(zhì)量無關(guān)C．太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力D．行星對太陽的引力大小與太陽的質(zhì)量成正比，與行星距太陽的距離成反比2．太陽對行星的引力F與行星對太陽的引力F′大小相等，其依據(jù)是()A．牛頓第一定律 B．牛頓第二定律C．牛頓第三定律 D．開普勒第三定律3．下面關(guān)于太陽對行星的引力的說法中正確的是()A．太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運動的向心力B．太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離成反比C．太陽對行星的引力規(guī)律是由實驗得出的D．太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒定律、牛頓運動定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導出來的4.關(guān)于萬有引力定律，下列說法中正確的是（）A．牛頓是在開普勒揭示的行星運動規(guī)律的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，因此萬有引力定律僅適用于天體之間B．卡文迪許首先用實驗比較準確地測定了引力常量G的數(shù)值C．兩物體各自受到對方的引力的大小不一定相等，質(zhì)量大的物體受到的引力也大D．當r等于零時，萬有引力為無窮大5.要使兩物體間萬有引力減小到原來的1/4,下列方法不正確的是()A.使兩物體的質(zhì)量各減少一半,距離保持不變B.使兩物體間距離增至原來的2倍,質(zhì)量不變C.使其中一個物體質(zhì)量減為原來的1/4,距離不變D.使兩物體質(zhì)量及它們之間的距離都減為原來的1/46.如圖所示,兩球的半徑分別為r1和r2,且遠小于r,而球質(zhì)量分布均勻,大小分別是m1和m2,則兩球間的萬有引力大小為().A.G B.GC.G D.G7.以下說法正確的是（）A．質(zhì)量為m的物體在地球上任何地方其重力均相等B．把質(zhì)量為m的物體從地面移到高空，其重力變小了C．同一物體在赤道處的重力比在兩極處大D．同一物體在任何地方其質(zhì)量都是相同的1．隕石落向地球是因為()A．隕石對地球的吸引力遠小于地球?qū)﹄E石的吸引力，所以隕石才落向地球B．隕石對地球的吸引力和地球?qū)﹄E石的吸引力大小相等，但隕石的質(zhì)量小，加速度大，所以改變運動方向落向地球C．太陽不再吸引隕石，所以隕石落向地球D．隕石是在受到其他星球斥力作用下落向地球的2．關(guān)于太陽對行星的引力，下列說法中正確的是()A．太陽對行星的引力提供行星做勻速圓周運動的向心力，因此有F引＝meq\f(v2,r)，由此可知，太陽對行星的引力F引與太陽到行星的距離r成反比B．太陽對行星的引力提供行星繞太陽運動的向心力，因此有F引＝meq\f(v2,r)，由此可知，太陽對行星的引力F引與行星運行速度的二次方成正比C．太陽對不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離的二次方成反比D．以上說法均不對3．關(guān)于太陽與行星間引力F＝eq\f(GMm,r2)，下列說法中正確的是()A．公式中的G是引力常量，是人為規(guī)定的B．這一規(guī)律可適用于任何兩物體間的引力C．太陽與行星間的引力是一對平衡力D．檢驗這一規(guī)律是否適用于其他天體的方法是比較觀測結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性知識點二太陽與行星間的引力與行星運動的關(guān)系4．關(guān)于行星繞太陽運動的原因，下列說法中正確的是()A．由于行星做勻速圓周運動，故行星不受任何力的作用B．由于行星周圍存在旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)C．由于受到太陽的引力D．除了受到太陽的吸引力，還必須受到其他力的作用5．把行星的運動近似看作勻速圓周運動以后，開普勒第三定律可寫為T2＝eq\f(r3,k)，m為行星質(zhì)量，則可推得()A．行星所受太陽的引力為F＝keq\f(m,r2)B．行星所受太陽的引力都相同C．行星所受太陽的引力為F＝keq\f(4π2m,r2)D．質(zhì)量越大的行星所受太陽的引力一定越大6．一顆小行星繞太陽做勻速圓周運動的軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的4倍，則這顆小行星的運行速率是地球運行速率的()A．4倍 B．2倍C．0.5倍 D．16倍7.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法不可采用的是（）A.使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的1/4，距離不變C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的1/48.關(guān)于萬有引力定律的正確說法是（）A.天體間萬有引力與它們的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離成反比B.任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比C.萬有引力與質(zhì)量、距離和萬有引力恒量都成正比D.萬有引力定律對質(zhì)量大的物體適用，對質(zhì)量小的物體不適用9．關(guān)于萬有引力定律的適用范圍，下列說法中正確的是()A．只適用于天體，不適用于地面物體B．只適用于球形物體，不適用于其他形狀的物體C．只適用于質(zhì)點，不適用于實際物體D．適用于自然界中任意兩個物體之間10．如果認為行星圍繞太陽做勻速圓周運動，下列說法中正確的是（）A.行星同時受到太陽的萬有引力和向心力B.行星受到太陽的萬有引力，行星運動不需要向心力C.行星受到太陽的萬有引力與它運動的向心力不等D.行星受到太陽的萬有引力，萬有引力提供行星圓周運動的向心力11、（雙項）在萬有引力定律的公式中，r是()A．對星球之間而言，是指運行軌道的平均半徑B．對地球表面的物體與地球而言，是指物體距離地面的高度C．對兩個均勻球而言，是指兩個球心間的距離D．對人造地球衛(wèi)星而言，是指衛(wèi)星到地球表面的高度12、火星的半徑是地球半徑的一半，火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9；那么地球表面50kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質(zhì)量的物體受到火星吸引力的________倍.參考答案：小試牛刀：1．A[行星對太陽的引力與太陽對行星的引力是作用力和反作用力的關(guān)系，兩者性質(zhì)相同、大小相等、反向，所以A正確，C錯誤；行星與太陽間引力的大小與太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量成正比，與兩者距離的二次方成反比，所以B．D錯誤。]2．C[物體間力的作用是相互的，作用力和反作用力大小相等，方向相反，作用在同一條直線上，所以依據(jù)是牛頓第三定律。]3．AD[行星圍繞太陽做圓周運動的向心力是太陽對行星的引力，它的大小與行星和太陽質(zhì)量的乘積成正比，與行星和太陽間距離的二次方成反比，所以A對，B錯。太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒第三定律、牛頓運動定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導出來的，所以C錯，D對。]4.B5.D6.D7.BD當堂檢測：1．B2．C[由向心力表達式F＝mv2/r和v與T的關(guān)系式v＝2πr/T得F＝4π2mr/T2 ①根據(jù)開普勒第三定律r3/T2＝k變形得T2＝r3/k ②聯(lián)立①②有F＝4π2k·m/r2故太陽對不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間距離的二次方成反比。]3．BD[G值是由物體間存在的萬有引力的性質(zhì)決定的，而不是人為規(guī)定的，故A錯誤；萬有引力公式適用于任意兩物體間的引力作用，故B正確；太陽與行星之間的引力是一對作用力和反作用力，而不是一對平衡力，故C錯誤；理論推理的結(jié)果是否正確，要看根據(jù)理論推出的結(jié)果是否與觀察的結(jié)果相吻合，故D正確。]4．C[行星繞太陽運動的原因就是太陽對行星的吸引力提供了行星做圓周運動的向心力。]5．C[行星所受太陽的引力提供行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力，由公式F＝eq\f(mv2,r)，又v＝eq\f(2πr,T)，結(jié)合T2＝eq\f(r3,k)可得F＝keq\f(4π2m,r2)，故C正確，A錯誤；不同行星所受太陽的引力由太陽、行星的質(zhì)量和行星與太陽間的距離決定，故B．D錯誤。]6．C[小行星、地球繞太陽運行的向心力分別為F1．F2，對應的速度分