《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件

发布于：2020-05-03 14:24:19

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第一部分内容：学习目标

1.知道太阳对行星的引力提供了行星做圆周运动的向心力，能利用开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星之间引力的表达式.

2.了解月—地检验的内容和作用.

3.理解万有引力定律内容、含义及适用条件.

4.认识引力常量测定的重要意义，能应用万有引力定律解决实际问题.

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万有引力定律PPT，第二部分内容：01梳理教材　夯实基础

一、行星与太阳间的引力

行星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动.设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r.

天文观测测得行星公转周期为T，则

二、月—地检验

1.猜想：地球与月球之间的引力F＝Gm月m地r2，根据牛顿第二定律a月＝Fm月＝_____ .

地面上苹果自由下落的加速度a苹＝F′m苹＝_____ .

由于r＝60R，所以a月a苹＝_____ .

2.验证：(1)苹果自由落体加速度a苹＝g＝9.8 m/s2.

(2)月球中心距地球中心的距离r＝3.8×108 m.

月球公转周期T＝27.3 d≈2.36×106 s

三、万有引力定律

1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的_______，引力的大小与物体的_____________________成正比，与它们之间______________ 成反比.

2.表达式：______________，其中G叫作引力常量.

四、引力常量

牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但没有测出引力常量G.

英国物理学家___________通过实验推算出引力常量G的值.通常情况下取G＝_______ ______N·m2/kg2.

1.判断下列说法的正误.

(1)万有引力不仅存在于天体之间，也存在于普通物体之间.(　　)

(2)牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量.(　　)

(3)质量一定的两个物体，若距离无限小，它们间的万有引力趋于无限大.(　　)

(4)把物体放在地球中心处，物体受到的引力无穷大.(　　)

(5)由于太阳质量大，太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力.(　　)

2.两个质量都是1 kg的物体(可看成质点)，相距1 m时，两物体间的万有引力F＝___________ N，其中一个物体的重力F′＝____ N，万有引力F与重力F′的比值为___________.(已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，取重力加速度g＝10 m/s2)

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万有引力定律PPT，第三部分内容：02探究重点　提升素养

一、对太阳与行星间引力的理解

1.是什么原因使行星绕太阳运动？

答案　太阳对行星的引力使行星绕太阳运动.

2.在推导太阳与行星间的引力时，我们对行星的运动怎么简化处理的？用了哪些知识？

答案　将行星绕太阳的椭圆运动看成匀速圆周运动.在推导过程中，用到了向心力公式、开普勒第三定律及牛顿运动定律.

例1　(多选)根据开普勒行星运动定律和圆周运动的知识知：太阳对行星的引力F∝mr2，行星对太阳的引力F′∝Mr2，其中M、m、r分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离，下列说法正确的是

A.由F′∝Mr2和F∝mr2，得F∶F′＝m∶M

B.F和F′大小相等，是作用力与反作用力

C.F和F′大小相等，是同一个力

D.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力

二、万有引力定律

(1)通过月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律.一切物体都存在这样的引力，如图1，那么，为什么通常两个人(假设两人可看成质点，质量均为100 kg，相距1 m)间的万有引力我们却感受不到？

(2)地球对人的万有引力与人对地球的万有引力大小相等吗？

答案　相等.它们是一对相互作用力.

1.万有引力定律表达式：F＝G m1m2r2，G＝6.67×10－11 N·m2/kg2.

2.万有引力定律公式适用的条件

(1)两个质点间的相互作用.

(2)一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用，r为球心到质点的距离.

(3)两个质量均匀的球体间的相互作用，r为两球心间的距离.

例2　关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是

A.不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力

B.只有能看作质点的两物体间的引力才能用F＝Gm1m2r2计算

C.由F＝Gm1m2r2知，两物体间距离r减小时(没有无限靠近)，它们之间的引力增大

D.引力常量的大小是牛顿首先测出来的，且约等于6.67×10－11 N·m2/kg2

三、重力和万有引力的关系

1.物体在地球表面上所受引力与重力的关系：

除两极以外，地面上其他点的物体，都围绕地轴做圆周运动，这就需要一个垂直于地轴的向心力.地球对物体引力的一个分力F′提供向心力，另一个分力为重力G，如图4所示.

(1)当物体在两极时：G＝F引，重力达到最大值Gmax＝GMmR2.

(2)当物体在赤道上时：

F′＝mω2R最大，此时重力最小

(3)从赤道到两极：随着纬度增加，向心力F′＝mω2R′减小，F′与F引夹角增大，所以重力G在增大，重力加速度增大.

因为F′、F引、G不在一条直线上，重力G与万有引力F引方向有偏差，重力大小

2.重力与高度的关系

若距离地面的高度为h，则mg′＝GMmR＋h2(R为地球半径，g′为离地面h高度处的重力加速度).在同一纬度，距地面越高，重力加速度越小.

3.特别说明

(1)重力是物体由于地球吸引产生的，但重力并不是地球对物体的引力.

(2)在忽略地球自转的情况下，认为mg＝G_____.

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万有引力定律PPT，第四部分内容：03随堂演练　逐点落实

1.(对万有引力定律的理解)(2019·武威第十八中学高一期末)对于万有引力定律的表达式F＝G_____，下列说法正确的是

A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的

B.当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大

C.对于m1与m2间的万有引力，质量大的受到的引力大

D.m1与m2受到的引力是一对平衡力

2.(月—地检验)(2018·北京卷)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证

A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602

B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602

C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6

D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60

3.(万有引力定律的简单应用)两个完全相同的实心均质小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F.若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则两个大铁球之间的万有引力为

A.2F B.4F

C.8F D.16F

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