2020物理新素養(yǎng)同步人教必修二課件： 第六章　萬(wàn)有引力與航天 第3節(jié)

1、物理 必修必修人教版人教版 第六章 萬(wàn) 有引力與航天 萬(wàn) 有引力與航天 第三節(jié)萬(wàn)有引力定律第三節(jié)萬(wàn)有引力定律 素養(yǎng)目標(biāo)定位 知道地面上物體所受重力與天體間的引力是同一性質(zhì)的力知道地面上物體所受重力與天體間的引力是同一性質(zhì)的力 理解萬(wàn)有引力定律的含義，會(huì)用萬(wàn)有引力定律解決有關(guān)實(shí)際問題理解萬(wàn)有引力定律的含義，會(huì)用萬(wàn)有引力定律解決有關(guān)實(shí)際問題 了解引力常量了解引力常量G的測(cè)定在科學(xué)歷史上的重大意義的測(cè)定在科學(xué)歷史上的重大意義 素養(yǎng)思維脈絡(luò) 1 1課前預(yù)習(xí)反饋課前預(yù)習(xí)反饋 2 2課內(nèi)互動(dòng)探究課內(nèi)互動(dòng)探究 3 3核心素養(yǎng)提升核心素養(yǎng)提升 4 4課內(nèi)課堂達(dá)標(biāo)課內(nèi)課堂達(dá)標(biāo) 5 5課后課時(shí)作業(yè)課后課時(shí)作業(yè) 課

2、前預(yù)習(xí)反饋課前預(yù)習(xí)反饋 1檢驗(yàn)?zāi)康?維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與地球上蘋果下落的力是否為同 一性質(zhì)的力。 2檢驗(yàn)方法 由于月球軌道半徑約為地球半徑的60倍。則月球軌道上物 體受到的引力是 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn) 1月一地檢驗(yàn)月一地檢驗(yàn) 地球上的地球上的_倍。根據(jù)倍。根據(jù)_，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速 度度(月球公轉(zhuǎn)的向心加速度月球公轉(zhuǎn)的向心加速度)應(yīng)該是它在地球表面附近下落時(shí)的加速度應(yīng)該是它在地球表面附近下落時(shí)的加速度(自由落體自由落體 加速度加速度)的的_倍。計(jì)算對(duì)比兩個(gè)加速度就可以分析驗(yàn)證兩個(gè)力是否為同一性倍。計(jì)算對(duì)比兩個(gè)加速度就可以分析驗(yàn)證兩個(gè)力是否為同一性 質(zhì)的力。質(zhì)

3、的力。 牛頓第二定律牛頓第二定律 3結(jié)論 加速度關(guān)系也滿足“平方反比”規(guī)律。證明兩種力為同種 性質(zhì)的力。 1定律內(nèi)容 自然界中_兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大 小跟這兩個(gè)物體的_成正比，跟它們的距 離的_成反比。 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_，G稱為_。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn) 2萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律 任何任何 質(zhì)量的乘積質(zhì)量的乘積二次方二次方 kg mN 引力常量引力常量 3意義 萬(wàn)有引力定律清楚地向人們揭示，復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的后面隱藏著 簡(jiǎn)潔的科學(xué)規(guī)律；它明確地向人們宣告，天上和地下都遵 循著_的科學(xué)法則，人類認(rèn)識(shí)自然界有了質(zhì) 的飛躍。 完全相同完全相同 1大小

4、 引力常量在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1kg的物體相距1 m時(shí) 的相互吸引力，大小通常取G _。它是由英國(guó)物理學(xué)家 _在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)得的。 2意義 用實(shí)驗(yàn)證明了萬(wàn)有引力定律，使萬(wàn)有引力定律具有更廣泛 的實(shí)用價(jià)值。 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn) 3引力常量引力常量 6.6710 11Nm2/kg2 卡文迪許卡文迪許 判一判 (1)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樵虑蚴芰ζ胶狻?( ) (2)萬(wàn)有引力不僅存在于天體之間，也存在于普通物體之間 。 () (3)引力常量是牛頓首先測(cè)出的。() (4)物體間的萬(wàn)有引力與它們間的距離成反比。() (5)根據(jù)萬(wàn)有引力表達(dá)式可知，質(zhì)量一定的兩個(gè)物體，若距 離很近，它們間的萬(wàn)有引力可能

5、很大。() 辨析思考辨析思考 C 解析：萬(wàn)有引力定律適用于任何物體，A錯(cuò)；當(dāng)物體間距 趨于0時(shí)，公式已不再適用，B錯(cuò)；引力常量的值是卡文迪 許測(cè)定的，D錯(cuò)；萬(wàn)有引力也符合牛頓第三定律，C正確 。 想一想 萬(wàn)有引力定律告訴我們，任何兩個(gè)物體都存在相互作用， 但為什么通常的兩個(gè)物體間感受不到萬(wàn)有引力？?jī)蓚€(gè)質(zhì)量 為1 kg的質(zhì)點(diǎn)相距1 m時(shí)，它們間萬(wàn)有引力是多大？ 提示：萬(wàn)有引力太小；6.671011 N。 課內(nèi)互動(dòng)探究課內(nèi)互動(dòng)探究 探究一對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解探究一對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解 如圖甲所示，兩個(gè)挨得很近的 人之間的萬(wàn)有引力是不是很大 呢？如圖乙所示，設(shè)想將一個(gè) 小球放到地球的中心，小球受 到

6、的萬(wàn)有引力又是多少呢？ 1 提示：提示：兩個(gè)挨得很近的人，不能看作質(zhì)點(diǎn)，不能根據(jù)萬(wàn)有引力定律求他們兩個(gè)挨得很近的人，不能看作質(zhì)點(diǎn)，不能根據(jù)萬(wàn)有引力定律求他們 間的萬(wàn)有引力；物體放在地球的中心，地球的各部分對(duì)物體的吸引力是對(duì)稱間的萬(wàn)有引力；物體放在地球的中心，地球的各部分對(duì)物體的吸引力是對(duì)稱 的，物體受的萬(wàn)有引力是零。的，物體受的萬(wàn)有引力是零。 1萬(wàn)有引力定律的四個(gè)特性 (1)普遍性。萬(wàn)有引力不僅存在于星球間，任何客觀存在的 有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引力。 (2)相互性。兩個(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)作用力和反作 用力，它們大小相等，方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上 。 (3)宏觀性。在通

7、常情況下萬(wàn)有引力非常小，只有在質(zhì)量巨 大的星球間或天體與天體附近的物體間，它的存在才有實(shí) 際的物理意義，故在分析地球表面物體受力時(shí)，不考慮其 他物體對(duì)它的萬(wàn)有引力。 (4)特殊性。兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力只與它們本身的質(zhì)量有 關(guān)，與它們之間的距離有關(guān)。而與所在空間的性質(zhì)無(wú)關(guān)。 3引力常量 (1)1789年，英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許用“ 扭秤實(shí)驗(yàn)”(如圖所示)比較準(zhǔn)確地測(cè)出了 G的數(shù)值。 (2)標(biāo)準(zhǔn)值G6.672 591011 Nm2/kg2，通常取G6.671011 Nm2/kg2。 測(cè)定測(cè)定G值的意義：值的意義：證明了萬(wàn)有引力的存在；證明了萬(wàn)有引力的存在；使萬(wàn)有引力定律有了真使萬(wàn)有引力定律有了真 正

8、的實(shí)用價(jià)值。正的實(shí)用價(jià)值。 特別提醒：(1)任何物體間的萬(wàn)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(wàn)有引力，一般情況下，質(zhì) 量較小的物體之間萬(wàn)有引力忽略不計(jì)，只考慮天體間或天 體對(duì)放入其中的物體的萬(wàn)有引力。 兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之 間的萬(wàn)有引力為F。若將兩個(gè)用同種材料制成的半徑是小 鐵球2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則兩大鐵球之間的萬(wàn) 有引力為() A2FB4F C8F D16F D 典例典例 1 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(2018河北省定州中學(xué)高一下學(xué)期月考) 卡文迪許利用如圖所示的扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了引力常量： (1)橫梁一端固定有一質(zhì)量為m半徑為r的均勻鉛球A，旁邊 有

9、一質(zhì)量為m，半徑為r的相同鉛球B，A、B兩球表面的最 近距離L，已知引力常量為G，則A、 (2)為了測(cè)量石英絲極微小的扭轉(zhuǎn)角，該實(shí)驗(yàn)裝置中采取使 “微小量放大”的措施是_。 A增大石英絲的直徑 B減小T型架橫梁的長(zhǎng)度 C利用平面鏡對(duì)光線的反射 D增大刻度尺與平面鏡的距離 B兩球間的萬(wàn)有引力大小為兩球間的萬(wàn)有引力大小為F_。 CD 探究二重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系探究二重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系 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(qǐng)思考： (1)人在地球的不同位置，受到的萬(wàn)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？ 2 (2)重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力，由于人隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)，還需 要向心力，在地球的不同位置，向心力不同，所以人在地 球的不同位置，受的重力大小不一樣。 某星球“一天”的時(shí)間T6 h，用彈簧測(cè)力計(jì)在 星球的“赤道”上比在“兩極”處測(cè)同一物體的重力時(shí)讀 數(shù)小10%，設(shè)想該星球自轉(zhuǎn)的角速度加快，使赤道上的物 體會(huì)自動(dòng)飄起來(lái)，這時(shí)星球的“一天”是多少小時(shí)？ 典例典例 2 答案：1.9 h 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2某個(gè)行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的一半，半 徑也是地球半徑的一半。某運(yùn)動(dòng)員在地球上能舉起250 kg 的杠鈴，在該行星上最多能舉起質(zhì)量為多少的杠鈴