第2節(jié)　萬有引力定律 教學(xué)課件

物理第七章萬有引力與宇宙航行第2節(jié)萬有引力定律01必備知識素養(yǎng)奠基02關(guān)鍵能力素養(yǎng)形成03分層演練素養(yǎng)達標[學(xué)習(xí)目標]1．知道太陽與行星間存在引力．2．能利用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式．3．理解萬有引力定律內(nèi)容、含義及適用條件．4．認識萬有引力定律的普遍性，能應(yīng)用萬有引力定律解決實際問題．正比反比[判一判]1．(1)行星繞太陽運動的向心力來自太陽對行星的吸引力．(

)(2)把行星繞太陽的運動看作勻速圓周運動時，勻速圓周運動的規(guī)律同樣適用于行星運動．(

)√√[想一想]1．開普勒行星運動的三個定律，描述行星做怎樣的運動？是什么原因使行星繞太陽運動？

提示：行星繞太陽在橢圓軌道上運動；太陽對行星的引力．知識點2月—地檢驗1．猜想：維持月球繞地球運動的力與使物體下落的力是同一種力，遵從“______________”的規(guī)律．2．推理：物體在月球軌道上運動時的加速度大約是它在地面附近下落時的加速度的_______．3．結(jié)論：計算結(jié)果與預(yù)期符合得很好．這表明：地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從_______的規(guī)律．平方反比相同[想一想]2．已知自由落體加速度g為9.8m/s2，月球中心到地球中心的距離為3.8×108m，月球公轉(zhuǎn)周期為27.3d，約2.36×106s．根據(jù)這些數(shù)據(jù)，能否驗證維持月球繞地球運動的力與使物體下落的力是同一種性質(zhì)的力？連線上質(zhì)量m1和m2的乘積距離r的二次方6.67×10－11√×√×[想一想]3．一個籃球的質(zhì)量為0.6kg，它所受的重力有多大？試估算操場上相距0.5m的兩個籃球之間的萬有引力．√2．(對萬有引力定律的理解)關(guān)于行星運動定律和萬有引力定律的建立過程，下列說法正確的是(

)A．第谷通過整理大量的天文觀測數(shù)據(jù)得到行星運動定律B．哥白尼提出了日心說并發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運行的規(guī)律C．開普勒通過總結(jié)論證，總結(jié)出了萬有引力定律D．卡文迪什在實驗室里通過幾個鉛球之間萬有引力的測量，測出了引力常量的數(shù)值√解析：開普勒對天體的運行做了多年的研究，最終得出了行星運行三大定律，故A錯誤；哥白尼提出了日心說，開普勒發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運行的規(guī)律，故B錯誤；牛頓通過總結(jié)論證，總結(jié)出了萬有引力定律，并通過比較月球公轉(zhuǎn)的周期，根據(jù)萬有引力充當向心力，對萬有引力定律進行了“月—地檢驗”，故C錯誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律之后，第一次通過實驗比較準確地測出引力常量的科學(xué)家是卡文迪什，故D正確．√√解析：公式中的r對星球之間而言，由于星球之間的距離遠大于星球本身的半徑，星球可看作質(zhì)點，可認為星球之間的距離r近似等于星球運行軌道的半徑，A正確；而對于地球表面的物體與地球而言，地球不能看作質(zhì)點，r應(yīng)是指物體到地球球心的距離，B錯誤；對兩個均勻球而言，是指兩個球心間的距離，C正確；對人造地球衛(wèi)星而言，人造衛(wèi)星可認為是質(zhì)點，此時r是指衛(wèi)星到地球球心的距離，D錯誤．4．(萬有引力定律的應(yīng)用)一個質(zhì)子由兩個u夸克和一個d夸克組成．一個夸克的質(zhì)量是7.1×10－30kg，則兩個夸克相距1.0×10－16m時的萬有引力約為(引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2)(

)A．2.9×10－35N

B．3.1×10－36NC．3.4×10－37N D．3.5×10－38N√探究一對太陽與行星間引力的理解

1．模型簡化(1)將行星繞太陽的橢圓運動看成勻速圓周運動，太陽對行星的引力提供了行星做勻速圓周運動的向心力．(2)將天體看成質(zhì)點，且質(zhì)量集中在球心上，如圖所示．2．太陽對行星的引力(1)推導(dǎo)

(2)結(jié)論太陽對不同行星的引力，與行星的質(zhì)量m成正比，與行星和太陽間距離r的二次方成反比．3．行星對太陽的引力4．行星與太陽間的引力√√√2．引力常量G(1)對G值的理解①目前引力常量推薦的標準值G＝6.67408(31)×10－11N·m2/kg2，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2.②引力常量有單位，單位符號為N·m2/kg2.③意義：在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的質(zhì)點相距1m時的相互作用力．④因為引力常量G很小，我們?nèi)粘Ｉ钪薪佑|的物體的質(zhì)量又不是很大，所以我們很難察覺到物體之間的引力．(3)引力常量測定的意義①卡文迪什利用扭秤裝置通過改變小球的質(zhì)量和距離，證實了萬有引力的存在及萬有引力定律的正確性．②引力常量的確定使萬有引力定律能夠進行定量的計算，顯示出真正的實用價值．③卡文迪什扭秤實驗是物理學(xué)上非常著名和重要的實驗，扭秤實驗巧妙地利用等效法，合理地將微小量進行放大，開創(chuàng)了測量弱力的新時代．√[解析]

卡文迪什最早測出G值，使萬有引力定律有了真正的實用價值，A錯誤；牛頓通過“月—地檢驗”發(fā)現(xiàn)地面物體、月球所受地球引力都遵從同樣的規(guī)律，B正確；當兩物體間距離r趨于零時，萬有引力定律不再適用，C錯誤；引力常量G值大小與中心天體選擇無關(guān)，D錯誤．√【例4】兩個質(zhì)量分布均勻、密度相同且大小相同的實心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F，如圖所示，現(xiàn)將其中一個小球中挖去半徑為原球半徑一半的球，并按如圖所示的形式緊靠在一起(三個球心在一條直線上)，試計算它們之間的萬有引力大?。甗針對訓(xùn)練2]

(多選)關(guān)于引力常量，下列說法正確的是(

)A．引力常量是兩個質(zhì)量為1kg的物體相距1m時的相