新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行萬有引力定律課件新人教版必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行2．萬有引力定律目標(biāo)體系構(gòu)建【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道萬有引力存在于任意兩個物體之間，知道定律的表達(dá)式及適用范圍。2．理解萬有引力定律的推導(dǎo)過程。3．會用萬有引力定律解決簡單的引力計算問題。知道定律公式中各字母的含義，了解引力常量的測定在科學(xué)史上的重大意義?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋

1．行星繞太陽運(yùn)動的原因猜想：太陽對行星的_______。2．模型建立：行星以太陽為圓心做___________運(yùn)動，太陽對行星的引力提供了行星做勻速圓周運(yùn)動的向心力。知識點(diǎn)1行星與太陽間的引力引力勻速圓周正比知識點(diǎn)2月—地檢驗3．檢驗結(jié)果：地球?qū)υ虑虻囊Α⒌厍驅(qū)Φ孛嫔衔矬w的引力、太陽與行星間的引力，遵從_______的規(guī)律。相同1．定律內(nèi)容自然界中任何兩個物體都相互_______，引力的方向在它們的_______上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的_______成正比、與它們之間距離r的_________成反比。知識點(diǎn)3萬有引力定律吸引連線乘積二次方2．表達(dá)式F＝______式中，質(zhì)量的單位用_____，距離的單位用____，力的單位用____。3．引力常量：式中G叫作___________，大小為6.67×10－11_____________，它是由英國科學(xué)家___________在實驗室里首先測出的，該實驗同時也驗證了萬有引力定律。kg

m

N

引力常量N·m2/kg2

卡文迪什思考辨析『判一判』(1)在推導(dǎo)太陽與行星的引力公式時，用到了牛頓第二定律和牛頓第三定律。 (

)(2)萬有引力不僅存在于天體之間，也存在于普通物體之間。

(

)(3)牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測出了引力常量。 (

)√

√

×

√

(5)質(zhì)量一定的兩個物體，若距離無限小，它們間的萬有引力趨于無限大。

(

)(6)由于太陽質(zhì)量大，太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力。

(

)×

×

『選一選』如圖所示是流星雨的圖片，流星雨是大量隕石落向地球穿過大氣層形成的壯觀景觀，隕石落向地球是因為 (

)A．隕石對地球的引力遠(yuǎn)小于地球?qū)﹄E石的引力，所以隕石才落向地球B．隕石對地球的引力和地球?qū)﹄E石的引力大小相等，但隕石的質(zhì)量小，加速度大，所以隕石改變運(yùn)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．隕石是受到其他星球斥力作用落向地球的B

解析：兩個物體間的引力是一對作用力與反作用力，他們的大小相等，且在任何情況下都存在，故選項A、C、D不正確。隕石落向地球是由于隕石的質(zhì)量和地球相比小得多，故運(yùn)動狀態(tài)容易改變且加速度大，選項B正確?！合胍幌搿煌ㄟ^月—地檢驗結(jié)果表明，地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從相同的規(guī)律。一切物體都存在這樣的引力，為什么我們感覺不到周圍物體的引力呢？如圖所示，假若你與同桌的質(zhì)量均為60kg，相距0.5m。粗略計算你與同桌間的引力(已知G＝6.67×10－11

N·m2/kg2)。一粒芝麻的質(zhì)量大約是0.004g，其重力約為4×10－5N。是你和你同桌之間引力的多少倍，這時在受力分析時需要分析兩個人之間的引力嗎？答案：1×10－6N

40倍課內(nèi)互動探究探究

如圖所示，太陽系中的行星圍繞太陽做勻速圓周運(yùn)動。(1)為什么行星會圍繞太陽做圓周運(yùn)動？(2)太陽對不同行星的引力與行星的質(zhì)量是什么關(guān)系？(3)行星對太陽的引力與太陽的質(zhì)量是什么關(guān)系？對太陽與行星間引力的理解情景導(dǎo)入提示：(1)因為行星受太陽的引力，引力提供向心力；(2)與行星的質(zhì)量成正比；(3)與太陽的質(zhì)量成正比。萬有引力定律的得出過程要點(diǎn)提煉 (多選)如果設(shè)行星的質(zhì)量為m，繞太陽運(yùn)動的線速度為v，公轉(zhuǎn)周期為T，軌道半徑為r，太陽的質(zhì)量為M，則下列說法正確的是

(

)典題1典例剖析答案:ABC探究

對萬有引力定律的理解情景導(dǎo)入要點(diǎn)提煉2．引力常量(1)1789年，英國物理學(xué)家卡文迪什用“扭秤實驗”(如圖所示)比較準(zhǔn)確地測出了G的數(shù)值。(2)①標(biāo)準(zhǔn)值G＝6.67259×10－11N·m2/kg2，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2。②測定G值的意義：①證明了萬有引力的存在；②使萬有引力定律有了真正的實用價值。(1)任何物體間的萬有引力都是同種性質(zhì)的力。(2)任何有質(zhì)量的物體間都存在萬有引力，一般情況下，質(zhì)量較小的物體之間萬有引力忽略不計，只考慮天體間或天體對放入其中的物體的萬有引力。特別提醒 (多選)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M、半徑為R。下列說法正確的是

(

)典題2典例剖析AC

對點(diǎn)訓(xùn)練A

解析：公式中G是引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的，故A正確；當(dāng)物體間距離趨于零時，物體就不能看成質(zhì)點(diǎn)，因此萬有引力表達(dá)式不再適用，物體間的萬有引力不會變得無窮大，故B錯誤；物體間萬有引力的大小只與兩物體的質(zhì)量m1、m2和兩物體間的距離r有關(guān)，與是否存在其他物體無關(guān)，故C錯誤；物體間的萬有引力是一對作用力與反作用力，是同種性質(zhì)的力，且始終等大反向共線，故D錯誤。探究

如圖所示，把地球視為質(zhì)量分布均勻的球體，人站在地球的不同位置，比如赤道、兩極或者其他位置，請思考：(1)人在地球的不同位置，受到的萬有引力大小一樣嗎？(2)人在地球的不同位置，受到的重力大小一樣嗎？重力與萬有引力的關(guān)系情景導(dǎo)入要點(diǎn)提煉特別提醒思路引導(dǎo)：由萬有引力等于重力，求出火星表面的重力加速度值，從而求出重力；再由運(yùn)動學(xué)公式求出能跳的高度。典題3典例剖析答案：(1)222.2N

(2)3.375m2．(多選)假如地球的自轉(zhuǎn)速度增大，關(guān)于物體重力，下列說法正確的是

(

)A．放在赤道上的物體的萬有引力不變B．放在兩極上的物體的重力不變C．放在赤道上的物體的重力減小D．放在兩極上的物體的重力增加對點(diǎn)訓(xùn)練ABC

解析：地球的自轉(zhuǎn)速度增大，地球上所有物體受到的萬有引力不變，A正確；在兩極，物體受到的重力等于萬有引力，萬有引力不變，故其重力不變，B正確，D錯誤；放在赤道上的物體，F(xiàn)引＝G＋mω2R，由于ω增大，而F引不變，則G減小，C正確。易錯辨析警示案例方法簡述：萬有引力定律適應(yīng)于質(zhì)點(diǎn)間、質(zhì)點(diǎn)與均勻球體間、兩均勻球體間的相互作用力，若出現(xiàn)大球內(nèi)某個區(qū)域被挖去一個小球，無法直接應(yīng)用公式求殘缺球與另外質(zhì)點(diǎn)或另外球體的萬有引力，此時可以采用“先補(bǔ)后挖”的方法，應(yīng)用萬有引力定律間接求萬有引力。思維建構(gòu)：把完整的大球看作殘缺的空心球與被挖去的小球的組合，質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)受到的引力變成整個球體對質(zhì)點(diǎn)的引力與挖去的小球體對質(zhì)點(diǎn)的引力之差。建構(gòu)感悟：此方法適用的條件比較苛刻：1．形狀的要求：大球內(nèi)挖掉小球，挖掉其他形狀的物體的不可用此法，如挖掉的是立方體或其他不規(guī)則形狀的物體，非球形物體挖掉小球等情況均不適合用此法。2．三心的位置關(guān)系：大球球心、小球球心、第三個球的球心(或質(zhì)點(diǎn))，若三心共線，則三力共線，遵循代數(shù)運(yùn)算法則；若三心不共線，則三力不共線，遵循矢量運(yùn)算法則。課堂達(dá)標(biāo)檢測D

B

3．(多選)(2021·江蘇省木瀆高級中學(xué)高一月考)關(guān)于萬有引力定律的建立，下列說法中不正確的是

(

)A．牛頓將天體間引力作用的規(guī)律推廣到自然界中的任何兩個物體間B．引力常量G的大小是卡文迪什根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)得出的C．“月—地檢驗”表明地面物體所受地球引力與月球所受地球引力遵從同樣的規(guī)律D．“月—地檢驗”表明物體在地球上受到地球?qū)λ囊κ撬谠虑蛏鲜艿皆虑驅(qū)λ囊Φ?02倍BD

解析：牛頓將天體間引力