全優(yōu)粵教版物理必修2課件2019 1 16課件第3章 第1節(jié)

1、配粵教版物理必修2物理必修2配粵教版2016年8月16日下午1時40分，中國科學院國家空間科學中 心研制的“墨子號” ，在中國的酒泉 發(fā)射中心成功發(fā)射升空并進入預(yù)定軌道“墨子號”是一顆量子 ，也是世界上第一顆量子 將在世界上首次實現(xiàn) 和地面之間的量子通信，構(gòu)建一個天地一體化的量子保密通信與實驗體系“墨子號”為什么會圍繞地球運動呢？物理必修2配粵教版第一節(jié)萬有引力定律配粵教版物理必修21(2017榆陽名校期末)下列物體運動現(xiàn)象中屬于離心運動的是()A火箭加速升空B洗衣機脫水C航天員漂浮在空間站中D 受稀薄空氣影響，圓周運動軌道越來越低物理必修2配粵教版【答案】B【解析】火箭加速升空，所受合力發(fā)生

2、變化，產(chǎn)生新的加速度，不屬于離心運動，A錯誤洗衣機脫水工作就是應(yīng)用了水的離心運動，B正確航天員漂浮在空間站中，屬于完全失重狀態(tài)，不屬于離心運動，C錯誤 受稀薄空氣影響，圓周運動軌道越來越低，屬于近心運動，D錯誤 R kg2. 如右圖所示，質(zhì)量為m的物塊與轉(zhuǎn)臺之間能產(chǎn)生的最大靜摩擦力為物塊重力的k倍，物塊與轉(zhuǎn)軸OO相距R，隨轉(zhuǎn) 臺由靜止開始轉(zhuǎn)動當轉(zhuǎn)速增加到一定值時，物塊即將在轉(zhuǎn)臺上滑動，則此時轉(zhuǎn)臺的角速度為( )A kgRBRCkgD0【答案】C R【解析】物塊剛要滑動時有kmgmR2，所以kg.3. 關(guān)于離心現(xiàn)象，下列說法不正確的是() A脫水筒、離心分離器是利用離心現(xiàn)象工作的B限制速度、加防

3、護罩可以防止離心現(xiàn)象造成的 C做圓周運動的物體，當提供的向心力突然增大時做離心運動D做圓周運動的物體，當合外力消失時，它將沿切線做 勻速直線運動【答案】C【解析】脫水筒和離心分離器都是利用離心運動的原理進行工作的，選項A正確；限制速度，物體不容易做離心運動， 加防護罩可以防止做離心運動的碎屑造成的傷害，選項B正確；做圓周運動的物體，當提供的向心力突然增大時，物體做趨心運動，選項C錯誤；做圓周運動的物體，當所受的外力消失時，物體以當時的速度做勻速直線運動，即沿圓周的切線做勻速直線運動，選項D正確，本題答案為C一、對天體運動的認識1. 地心說：地球是宇宙的中心，是靜止的，太陽、月亮以及其他行星都繞

4、地球運動2. 日心說： 太陽是宇宙的中心，是靜止不動的，地球和其他行星都繞太陽運動3. 局限性：都把天體的運動看得很神圣，認為天體的運動必然是最完美、最和諧的 勻速圓周運動家第谷的觀測數(shù)據(jù)不符，而與丹麥天文學二、開普勒行星運動定律定 律內(nèi) 容公式或圖示所有 行星圍繞太陽運開普勒第動的軌道都是 橢圓，一定律太陽處在 橢圓的一個 焦點上開普勒第二定律行星和太陽之間的連線，在 相等的時間 內(nèi)掃過的 面積相等配粵教版物理必修2定 律內(nèi) 容公式或圖示開普勒第三定律行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期的平方和軌道半長軸的立方成正比物理必修2配粵教版三、萬有引力定律1. 發(fā)現(xiàn)牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)嚴密的推理運算和實踐檢驗

5、，提出了萬有引力定律2. 內(nèi)容宇宙間任意兩個有 質(zhì)量的物體間都存在相互吸引力，其大小與兩物體的質(zhì)量乘積成 反比正比，與它們間距離的平方成物理必修2配粵教版m1m23. 數(shù)學表達式：F Gr2，m1、m2分別是兩物體的質(zhì)量，r為兩物體間的距離G為 引力常數(shù)，英國科學家 卡文迪許最先利用扭秤測出：G6.671011Nm2/kg2.地面上的物體的重力大小可以認為不隨位置的變化而變 化距地面較遠的物體(例如宇宙飛船中的物體)是否受到重力 作用？其大小是否與在地面時相同？【答案】由于物體的重力是因為地球?qū)ξ矬w有引力而產(chǎn)生 的，而引力與距離r的二次方成反比，顯然距地面較遠的物體 一定受到重力作用，只不過r

6、越大重力越小而已對開普勒行星運動定律的理解1. 開普勒第一定律(又叫軌道定律)：明確行星的軌道都 是橢圓，但橢圓軌道都很接近圓中學階段分析和處理天體運 動時，可將行星的橢圓軌道簡化為圓軌道來處理2. 開普勒第二定律(又叫面積定律)：指出對于每一個行 星，其與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積這一定 律反映出同一顆行星在遠日點的速率小于近日點的速率R33. 開普勒第三定律(又叫周期定律)：數(shù)學表達式 T2 k，式中的k值只與太陽質(zhì)量有關(guān)，與行星無關(guān)4. 開普勒的三個行星運動定律不僅適用于行星繞太陽的 運動，也適用于其他天體系統(tǒng)特別提醒：(1)k是一個與行星無關(guān)的常量，在不同的星系中k值不同，

7、k值只與系統(tǒng)的中心天體有關(guān)(2) T是公轉(zhuǎn)周期，不是自轉(zhuǎn)周期(3) 對做圓周運動的天體，其半長軸即為軌道半徑a3例1 下列關(guān)于對開普勒第三定律T2 k的理解，正確的是( )AT表示行星的自轉(zhuǎn)周期Bk是一個與行星無關(guān)的常量C. 該定律既適用于行星繞太陽的運動，也適用于 繞行星的運動D. 若地球繞太陽運轉(zhuǎn)的半長軸為a1，周期為T1，月球繞2a3地球運轉(zhuǎn)的半長軸為a2，周期為T2，由開普勒第三定律可得1T12a3 2T2題眼直擊：正確理解開普勒行星運動定律 解題流程：答案：C題后反思：任何行星只要圍繞同一顆天體運動，就符合開普勒三定律1(2018寧波期末) 下列關(guān)于開普勒行星運動規(guī)律的認識，正確的是

8、()A所有行星繞太陽運動的軌道不都是橢圓B所有行星繞太陽運動的軌道都是圓C. 所有行星繞太陽運動軌道的半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周 期的三次方的比值都相同D. 所有行星繞太陽運動軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周 期的二次方的比值都相同【答案】D【解析】根據(jù)開普勒第一定律，所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上，故A錯誤所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓而不是圓，故B錯誤根據(jù)開普勒第三定律，所有行星的橢圓軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等，故C錯誤，D正確萬有引力定律的理解及應(yīng)用1. 對萬有引力定律的理解四性內(nèi)容普遍性萬有引力不僅存在于太陽與行星、地球與月球之間，宇宙間任何

9、兩個有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力相互性兩個有質(zhì)量的物體之間的萬有引力是一對作用力和反作用力，總是大小相等， 方向相反，作用在兩個物體上配粵教版物理必修2四性內(nèi)容宏觀性在地面上的一般物體之間，由于質(zhì)量比較小，物體間的萬有引力比較小，與其他力比較可忽略不計，但在質(zhì)量巨大的天體之間，或天體與其附近的物體之間，萬有引力起著決定性作用特殊性兩個物體之間的萬有引力只與它們本身的質(zhì)量和它們間的距離有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無關(guān)，也與周圍是否存在其他物體無關(guān)物理必修2配粵教版2. 萬有引力定律公式的適用條件(1) Fm1m2適用于計算兩個質(zhì)點間的相互作用Gr2(2) 兩個質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作

10、用，可用公式計 算，其中r是兩個球體球心的距離(3) 一個均勻球體與球外一個質(zhì)點間的萬有引力，可用公 式計算，其中r為球心到質(zhì)點間的距離(4) 兩個物體間的距離遠大于物體本身的大小時，公式也 近似適用，其中r為兩物體中心間的距離物理必修2配粵教版特別提醒：(1) 任何物體間的萬有引力都是同種性質(zhì)的力(2)當兩物體間的距離趨近于零時，萬有引力仍然存在，只是公式不再適用物理必修2配粵教版 例2 有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體， 在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點，現(xiàn)在從M中挖去一半徑為 R2的球體，如圖所示，求剩下部分對m的萬有引力F為多大？解析：仔細觀察球體挖去部分及完整球體的形

11、狀特點，可知，完整部分與質(zhì)點m以及挖去部分與質(zhì)點m間萬有引力均可用公式計算，由此聯(lián)想到利用割補的方式先將剩余部分還原為完整體，計算出萬有引力，然后計算出割去部分與質(zhì)點m 間的萬有引力，兩者之差即為所求設(shè)想將被挖部分重新補回，則完整球體對質(zhì)點m的引力為F1，可以看作是剩余部分對質(zhì)點的引力F與被挖小球?qū)|(zhì)點的引力F2的合力，即F1FF2.設(shè)被挖小球的質(zhì)量為M，其球心到質(zhì)點間的距離為r.由題意：知MMr3， 8 ，2R由萬有引力定律，得FG Mm GMm1(2R)2Mm4R2，Mm 8GMmFGG2r2318R2 ，R22所以剩下部分對m的萬有引力為FF1F27GMm36R2.7GMm答案：36R2

12、物理必修2配粵教版題后反思：對于此類問題，利用萬有引力定律直接求解很困難，當質(zhì)點與質(zhì)量分布均勻的球體間距離較小時，球體r2雖然不能被看作質(zhì)點，但仍可用FGm1m2計算求解，此時的r應(yīng)等于質(zhì)點與球心間的距離此題目中球體被挖，質(zhì)量分布不均勻，要先“填補”變?yōu)橘|(zhì)量分布均勻的球體再求解2設(shè)地球是半徑為R的均勻球體，質(zhì)量為M，若把質(zhì)量為m的物體放在地球的中心，則物體受到地球的萬有引力大小 為 ( )R2A零BGMmC無窮大D無法確定【答案】A萬有引力與重力的關(guān)系1. 在地球表面上的物體所受的萬有引力F可以分解成物體所受到的重力G和隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運動的向心力R2F，如右圖所示其中FGMm.而Fmr2.

13、從圖中可以看出：當物體在赤道上時，F(xiàn)、G、F三力同向，且rR，此時F達到最大值FmR2，重力達到最小值GFFGMmmaxmR2.minR2當物體由赤道向兩極移動時，向心力減小，重力增大，只有 物體在兩極時物體所受的萬有引力才等于重力，且達到最大值，此最大值為GG Mm.總之不能說重力就是地球?qū)ξ矬wmaxR2R2的萬有引力當然，如果忽略地球的自轉(zhuǎn)，則萬有引力和重 力的關(guān)系為mgGMm，g為地球表面的重力加速度2. 在高空中的物體所受到的萬有引力等于它在高空中的 重力，也等于提供物體繞地球做勻速圓周運動的向心力由( )于高度h的變化，重力mgGMmRh2也將發(fā)生變化物理必修2配粵教版3. 在天體問

14、題的處理過程中，經(jīng)常利用地面處的重力數(shù) 值確定其他位置或其他天體的有關(guān)物理量，因此，關(guān)系式mgGMm R2尤為重要，由此可確定地球的其他位置或其他天體上物體的重力或重力加速度與地面上的關(guān)系該關(guān)系式稱為 “黃金代換”例3 火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的 1110和2，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為( )A0.2gB0.4gC2.5gD5g題眼直擊：可近似認為星球表面的物體所受的重力等于其與星球間的萬有引力解題流程：答案：B題后反思：在研究重力或重力加速度時：一、重力是由萬有引力產(chǎn)生的；二、在忽略自轉(zhuǎn)時重力等于萬有引力；三、兩物體間的距離就是物體到星體球心的距離3. 接上題：

15、(1) 在距火星表面20m處，讓質(zhì)量為m60kg的物體自由下落，求物體下落到該行星表面所用的時間；(2) 物體在火星上的質(zhì)量和“ 重力” 與地球上的是否相同？(已知地球表面重力加速度g地10 m/s2)【答案】(1)3.16 s(2)質(zhì)量相同，但重力不同 2h g 220 0.4102【解析】(1)由h 1 gt2，得ts3.16 s.(2)物體在小行星上的質(zhì)量與地球上相同，但重力不同綜合拓展提高例4如右圖所示，火箭內(nèi)平臺上放有測試儀器，火箭從地面啟動后，以加速度 g2豎直向上勻加速運動，升到某一高度時，測試儀器對平臺的壓力為啟動前壓力的 1718.已知地球半徑為R，求火箭此時離地面的高度(g為地面附近的重力加速度)解析：火箭上升過程中，物體受豎直向下的重力和向上的支持力，設(shè)高度為h時，重力加速度為g.由牛頓第二定律得17 mgmgmgg 4 g，由萬有引力定律知18Mmmg， 2 ，得9G R2 GMm(Rh)2mg解得hR.2R答案：2物理必修2配粵教版題后反思： 在利用萬有引力定律與其他知識相聯(lián)系的結(jié)合性問題中