人教必2萬有引力定律及其應(yīng)用.pptVIP

專題五：萬有引力定律及其應(yīng)用,1 萬有引力定律 共2課時,教學(xué)目標(biāo),掌握開普勒的行星運行規(guī)律 掌握萬有引力定律，會用定律解決實際問題。 知道重力和萬有引力的關(guān)系和“黃金代換公式”,教學(xué)重點、難點,萬有引力定律的應(yīng)用 重力加速度的計算和“黃金代換公式”的應(yīng)用。,知識梳理,開普勒三大定律 1、所有的行星圍繞太陽運動的軌跡都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。 2、對每一個行星而言，太陽和行星的連線，在相同的時間內(nèi)掃過的面積相同。 3、所有行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸R的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。即：R3/T2=K,知識梳理,萬有引力定律 1、定律內(nèi)容： 2、數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=GMm/R2 3、引力常數(shù)： G6.671011 Nm2/kg2,知識梳理,重力和萬有引力 1、由于地球上物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力很少，在一般的計算中，可認(rèn)為地球表面出物體的重力近似等于萬有引力。 即：mg=GMm/R2 ， 地表處的重力加速度：gGM/R2 2、在距地面高h(yuǎn)處，mg=GMm/(R+h)2 g= GM/(R+h)2，所以物體的重力隨高度的升高而減少。,【重難點突破一】開普勒定律的適用范圍,開普勒定律不僅適用于行星繞太陽運動，也適用于衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運動，在R3/T3K中的K由中心天體的質(zhì)量決定的恒量。繞同一中心天體運動的星體，K值相等。,【例題1】飛船沿半徑為R的圓周軌道繞地球運動，其周期為T，如果飛船要返回地面，可在軌道的某點A處，將速率降低到適當(dāng)?shù)臄?shù)值，從而飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運動，橢圓軌道和地球表面在B點相切，如圖，如果地球半徑為R0，求飛船由A點至B點所需的時間？,練習(xí)1、日心說被人們所接受的原因是（ ）,以地球為中心來研究天體的運動有很多無法解決的問題 以太陽為中心，許多問題都可以解決，行星的運動描述也變得簡單 地球是繞太陽公轉(zhuǎn)的 太陽總是從東面升起從西面落下,B,練習(xí)2、地球繞太陽公轉(zhuǎn)，地球本身繞地軸自轉(zhuǎn)，形成四季：春夏秋冬，下面說法正確的是（ ）,春分地球公轉(zhuǎn)速率最小 夏季地球公轉(zhuǎn)速率最小 秋分地球公轉(zhuǎn)速率最小 冬至地球公轉(zhuǎn)速率最小,B,【重難點突破二】萬有引力定律的理解,普遍性：自然界中任何有質(zhì)量的物體之間都存在萬有引力。 相互性：兩個物體間的相互作用的引力是一對作用力和反作用力，符合牛頓第三定律。 宏觀性：只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間，萬有引力的存在才有宏觀的物理意義。 定律只適用于計算質(zhì)點間引力的大小，如果是質(zhì)量均勻分布的物體，則應(yīng)把R理解為它們的幾何中心間的距離,【例題2】對于萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式FGMm/R2 ，下列說法正確的是（ ）,公式中G為引力常量，是人為規(guī)定的。 R趨近于0時，萬有引力趨于無窮大 M、m受到的萬有引力總是大小相等，于M、m的大小無關(guān)。 M、m受到的萬有引力總是大小相等、方向相反，是一對平衡力。,C,【例題3】如圖，離質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體表面R遠(yuǎn)處有一質(zhì)量為m的質(zhì)點，此時，M對m的萬有引力為F1，當(dāng)M中掘去一半徑為rR/2的球體時，剩下部分對m的萬有引力為F2，則F1：F2？,【練習(xí)4】設(shè)想把質(zhì)量為m的物體放到地球的中心，地球的質(zhì)量為M、半徑為R，則物體與地球間的萬有引力是（ ）,0 無窮大 GMm/R2 無法確定,A,【重難點突破三】重力加速度的計算和“黃金代換公式”的應(yīng)用,地面附近，由gGM/R2，可得GM=gR2，這個關(guān)系式被稱為黃金代換公式，它對解決天體有關(guān)的問題有重要的價值。,【例題】某星球的半徑r為地球半徑R的1/2，該星球的質(zhì)量m是地球質(zhì)量M的4倍，已知在地球表面上以初速度V0豎直上拋的物體達(dá)到的最大高度為H，問在該星球表面上以同樣大小的初速度豎直上拋的物體能達(dá)到的最大高度h是多大？,HH/16,【練習(xí)】某一小行星的半徑為16km，若將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體，小行星密度與地球相同，已知地球半徑為6400km，地球表面重力加速度為g，這個小行星表面的重力加速度（ ）,400g g/400 20g g/20,B,練習(xí)：地球的半徑R，地面附近的物體重力加速度為g0，則距離地面高度為h處物體的重力加速度為多少？,R2g0/(R+h)2,練習(xí)：設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷把月球的礦藏搬運到地球上，假定經(jīng)過長期的開采后月球與地球仍可看作均勻球體，月球仍沿原來的規(guī)定運動，則與開采前相比（ ）,地球與月球間的萬有引力將變大 地球與月球間的萬有引力將變小 月球繞地球運行的周期將變大 月球繞地球運行的周期將變小,練習(xí)：假設(shè)地球為一密度均勻的球體，若保持其密度不變，而將半徑縮小1/2，那么地球上的物體所受的重力將變?yōu)樵瓉淼模?）,2倍 倍 4倍 倍,B,已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍，地球與月球的球心間距離為3.84108m。一飛行器沿著地球和月球的連線飛行，途經(jīng)某一位置時，飛行器受到地球和月球的引力的合力為零，試計算該位置到地球球心的距離？,3.46107m,已知月球的質(zhì)量是地球的質(zhì)量的1/81，月球的半徑是地球半徑的1/4，在離月球表面38m處讓質(zhì)量為m60kg的物體自由下落，求：,月球表面的重力加速度？ 物體下落到月球表面所用的時間？ 物體在月球上的質(zhì)量和重力與在地球上的是否相同？（已知地球表面的重力加速度g9.8m/s2）,1.9m/s2,6.3s,質(zhì)量相同，月球上的重力小于地球,一行星與地球運動情況相似，此行星的一晝夜為T6h，若彈簧秤在其赤道上比兩極處測同一物體的重力時讀數(shù)小了10，則