2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第7章萬(wàn)有引力與宇宙航行第2節(jié)萬(wàn)有引力定律課件

2．萬(wàn)有引力定律1．行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因猜想：太陽(yáng)對(duì)行星的_______.2．模型建立：行星以太陽(yáng)為圓心做___________運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供了行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.知識(shí)點(diǎn)1行星與太陽(yáng)間的引力引力勻速圓周正比知識(shí)點(diǎn)2月—地檢驗(yàn)3．檢驗(yàn)結(jié)果：地球?qū)υ虑虻囊?、地球?qū)Φ孛嫔衔矬w的引力、太陽(yáng)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(gè)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(shí)點(diǎn)3萬(wàn)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(guó)科學(xué)家___________在實(shí)驗(yàn)室里首先測(cè)出的,該實(shí)驗(yàn)同時(shí)也驗(yàn)證了萬(wàn)有引力定律.kg

m

N

引力常量N·m2/kg2

卡文迪什『判一判』(1)在推導(dǎo)太陽(yáng)與行星的引力公式時(shí),用到了牛頓第二定律和牛頓第三定律. (

)(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)牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律,并測(cè)出了引力常量. (

)√

√

×

√

(5)質(zhì)量一定的兩個(gè)物體,若距離無(wú)限小,它們間的萬(wàn)有引力趨于無(wú)限大. (

)(6)由于太陽(yáng)質(zhì)量大,太陽(yáng)對(duì)行星的引力大于行星對(duì)太陽(yáng)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(guò)大氣層形成的壯觀景觀,隕石落向地球是因?yàn)?(

)A．隕石對(duì)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(duì)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(dòng)方向落向地球C．太陽(yáng)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(gè)物體間的引力是一對(duì)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(xiàng)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(dòng)狀態(tài)容易改變且加速度大,選項(xiàng)B正確.『想一想』通過(guò)月—地檢驗(yàn)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(yáng)、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(jì)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4×10－5

N.是你和你同桌之間引力的多少倍,這時(shí)在受力分析時(shí)需要分析兩個(gè)人之間的引力嗎？答案：1×10－6N

40倍探究如圖所示,太陽(yáng)系中的行星圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(1)為什么行星會(huì)圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)？(2)太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力與行星的質(zhì)量是什么關(guān)系？(3)行星對(duì)太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量是什么關(guān)系？對(duì)太陽(yáng)與行星間引力的理解情景導(dǎo)入提示：(1)因?yàn)樾行鞘芴?yáng)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(yáng)的質(zhì)量成正比.萬(wàn)有引力定律的得出過(guò)程要點(diǎn)提煉 (多選)如果設(shè)行星的質(zhì)量為m,繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的線速度為v,公轉(zhuǎn)周期為T,軌道半徑為r,太陽(yáng)的質(zhì)量為M,則下列說(shuō)法正確的是

(

)典題1典例剖析答案:ABC探究對(duì)萬(wàn)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(guó)物理學(xué)家卡文迪什用“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)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(cè)定G值的意義：①證明了萬(wàn)有引力的存在；②使萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值. (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(shuō)法正確的是

(

)典題2典例剖析AC

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練A

解析：公式中G是引力常量,它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)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(shí),物體就不能看成質(zhì)點(diǎn),因此萬(wàn)有引力表達(dá)式不再適用,物體間的萬(wàn)有引力不會(huì)變得無(wú)窮大,故B錯(cuò)誤；物體間萬(wàn)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(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤；物體間的萬(wàn)有引力是一對(duì)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(cuò)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(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？重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系情景導(dǎo)入要點(diǎn)提煉思路引導(dǎo)：由萬(wàn)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(dòng)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(shuō)法正確的是

(

)A．放在赤道上的物體的萬(wàn)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(duì)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(wàn)有引力不變,A正確；在兩極,物體受到的重力等于萬(wàn)有引力,萬(wàn)有引力不變,故其重力不變,B正確,D錯(cuò)誤；放在赤道上的物體,F引＝G＋mω2R,由于ω增大,而F引不變,則G減小,C正確.案例方法簡(jiǎn)述：萬(wàn)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(gè)區(qū)域被挖去一個(gè)小球,無(wú)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(wàn)有引力,此時(shí)可以采用“先補(bǔ)后挖”的方法,應(yīng)用萬(wàn)有引力定律間接求萬(wàn)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(gè)球體對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力與挖去的小球體對(duì)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(gè)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.D

B

3．(多選)關(guān)于萬(wàn)有引力定律的建立,下列說(shuō)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(gè)物體間B．引力常量G的大小是卡文迪什根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的C．“月—地檢驗(yàn)”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(yàn)”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：牛頓將天體間引力作用的規(guī)律推廣到自然界中的任何兩個(gè)物體間,