【優(yōu)品】高中物理人教版必修2 第6章第2節(jié)太陽與行星間的引力 第3節(jié)萬有引力定律 課件5

1、第六章 萬有引力與航天人教版 必修2第2節(jié) 太陽與行星間的引力第3節(jié) 萬有引力定律知道行星繞太陽運(yùn)動的原因是太陽對行星有吸引力.能根據(jù)開普勒定律和牛頓第三定律推導(dǎo)出太陽與行星之間的引力表達(dá)式，體會邏輯推理在物理學(xué)中的重要性知道地球上的重物下落運(yùn)動與天體運(yùn)動的統(tǒng)一性.理解萬有引力定律，會用萬有引力定律分析簡單問題.學(xué)習(xí)目標(biāo)知識儲備一、太陽與行星間的引力二、月地檢驗(yàn)三、萬有引力定律引力常量四、萬有引力和重力的關(guān)系學(xué)習(xí)探究若行星的質(zhì)量為m，行星到太陽的距離為r，行星運(yùn)行周期為T.則行星需要的向心力的大小如何表示？答案F可看做勻速圓周運(yùn)動一、太陽與行星間的引力問題設(shè)計 1.兩個理想化模型在公式FG 的

2、推導(dǎo)過程中，我們用到了兩個理想化模型：(1)將行星的橢圓運(yùn)動看成勻速圓周運(yùn)動行星太陽行星太陽(2)將天體看成質(zhì)點(diǎn)，且質(zhì)量集中在球心上要點(diǎn)提煉 返回2推導(dǎo)過程：簡化處理：按“圓”處理引力提供向心力線速度開普勒第三定律太陽對行星的引力由牛頓第三定律可知行星對太陽的引力月地檢驗(yàn)的驗(yàn)證原理是怎樣的？答案假定維持月球繞地球運(yùn)動的力與 使得蘋果下落的力是同一種力根據(jù)牛頓第二定律，月球公轉(zhuǎn)的向心加速度都遵從“平方反比”的規(guī)律地球R60R地球上的蘋果受到的引力:月球軌道上的蘋果受到的引力:二、月地檢驗(yàn)問題設(shè)計1月地檢驗(yàn)的目的：檢驗(yàn)維持月球繞地球運(yùn)動的力與使物體下落的力是 ，都遵從“ ”的規(guī)律平方反比同一種性質(zhì)

3、力2推理：月心到地心的距離約為地球半徑的60倍，所以月球繞地球做圓周運(yùn)動的向心加速度應(yīng)該大約是它在地面附近下落時加速度的 .3驗(yàn)證：已知月地距離r，月球繞地球運(yùn)動的周期T，根據(jù)a月 ，計算月球繞地球的向心加速度a月，然后與地球表面的重力加速度g進(jìn)行比較，a月近似等于 ，則證明了地球表面的重力與地球吸引月球的力是相同性質(zhì)的力返回r要點(diǎn)提煉太陽與行星間有引力作用，地球?qū)υ虑?、地面上的物體也有引力作用，那么地面上的物體之間是否存在引力作用？若兩個物體間有引力作用，為何兩個物體沒有在引力作用下緊靠在一起？答案存在與質(zhì)量有關(guān)地面上的兩個物體的質(zhì)量相對天體來說小多了，所以兩個物體間的引力非常小，不足以克服

4、摩擦阻力或空氣阻力而緊靠在一起三、萬有引力定律引力常量問題設(shè)計(1)普遍性：萬有引力存在于宇宙中任何兩個有 的物體之間(天體間、地面物體間、微觀粒子間)(2)相互性：兩個物體間相互作用的引力是一對作用力和反作用力，符合 (3)宏觀性：天體間萬有引力很大，它是支配天體運(yùn)動的原因地面物體間、微觀粒子間的萬有引力很小，不足以影響物體的運(yùn)動，故常忽略不計牛頓第三定律1萬有引力的特性質(zhì)量(1)兩個 間(2)兩個質(zhì)量分布均勻的球體間，其中r為兩個 間的距離(3)一個質(zhì)量分布均勻的球體與球外一個質(zhì)點(diǎn)間，r為 的距離質(zhì)點(diǎn)2萬有引力公式的適用條件球心球心到質(zhì)點(diǎn)3引力常量G6.671011 Nm2/kg2(1)物

5、理意義：引力常量在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1 kg的質(zhì)點(diǎn)相距 1 m時的相互吸引力(2)引力常量測定的意義 利用扭秤裝置通過改變小球的質(zhì)量和距離，推出的G 的數(shù)值及驗(yàn)證了萬有引力定律的正確性引力常量的確定使萬有 引力定律能夠進(jìn)行定量的計算，顯示出真正的實(shí)用價值卡文迪許返回1萬有引力和重力的關(guān)系：如圖所示，設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，A處物體的質(zhì)量為m，則物體受到地球的吸引力為F，方向指向地心O，由萬有引力公式得 .引力F可分解為F1、F2兩個分力，其中F1為物體隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動的向心力Fn，F(xiàn)2就是物體的重力mg.四、萬有引力和重力的關(guān)系2近似關(guān)系：如果忽略地球自轉(zhuǎn)，則萬有引力和重力的關(guān)系：

6、 ，g為地球表面的重力加速度 3重力與高度的關(guān)系：若距離地面的高度為h，則 (R為地球半徑，g為離地面h高度處的重力加速度)所以距地面越高，物體的重力加速度越 ，則物體所受的重力也越 .小小返回一、對萬有引力定律的理解例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(dá)式 ，下列說法正確的是()A公式中的G是引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)得出的，而不是人為規(guī)定的B當(dāng)兩物體間的距離r趨于零時，萬有引力趨于無窮大Cm1和m2所受引力大小總是相等的，而與m1、m2是否相等無關(guān)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AC引力常量G扭秤實(shí)驗(yàn)測定牛頓第二定律中k人為規(guī)定物體不能視為質(zhì)點(diǎn)萬有引力

7、定律不成立作用力和反作用力等大反向返回典例精析二、萬有引力定律的應(yīng)用 例2 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他在地球上所受萬有引力大小的()A0.25倍 B0.5倍 C2倍 D4倍C返回三、萬有引力和重力的關(guān)系例3 在離地面高度等于地球半徑的高度處，重力加速度的大小是地球表面的重力加速度大小的()A2倍 B1倍 C. 倍 D. 倍D由“平方反比”規(guī)律R返回萬有引力定律萬有引力定律的推導(dǎo)月地檢驗(yàn)萬有引力定律萬有引力的特征引力常量內(nèi)容表達(dá)式：測定人：英國物理學(xué)家卡文迪許大?。?G6.671011 N

8、m2/kg2普遍性相互性宏觀性返回課堂小結(jié)1(萬有引力定律的發(fā)現(xiàn))在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽與行星間引力的過程中，得出太陽對行星的引力表達(dá)式后推出行星對太陽的引力表達(dá)式，這是一個很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是()A研究對象的選取 B理想化過程C類比 D等效C（m是行星的質(zhì)量）太陽對行星的引力F行星對太陽的引力F（M是太陽的質(zhì)量）類比自我檢測2(對萬有引力定律的理解)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(yùn)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(shí)驗(yàn)比較準(zhǔn)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)量小的物體不適用萬有引力定律適用于所有物體間卡文迪許卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)牛頓第三定律：3(萬有引力定律的應(yīng)用)某實(shí)心勻質(zhì)球半徑為R，質(zhì)量為M，在球外離球面h高處有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，則其受到的萬有引力大小為()A BC DhRr=R+h勻質(zhì)球可看