6.3 萬(wàn)有引力定律 課件（人教版必修2）

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3 萬(wàn)有引力定律,1．了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程． 2．理解萬(wàn)有引力定律的含義并掌握用萬(wàn)有引力定律計(jì)算引力的方法． 3．知道引力常量G并了解G的測(cè)定.,1.牛頓的思考：太陽(yáng)對(duì)地球的引力、地球?qū)υ虑虻囊σ约暗厍驅(qū)Φ孛嫔衔矬w的引力都是___________的力，其大小可由公式F＝______計(jì)算．,月—地檢驗(yàn),同一種性質(zhì),2．月—地檢驗(yàn) (2)結(jié)論：地面物體所受地球引力，月球所受地球引力，太陽(yáng)與行星間的引力，遵從______的規(guī)律．,加速度,,,相同,特別提醒：月—地檢驗(yàn)的過(guò)程，應(yīng)用了“猜想假設(shè)→實(shí)驗(yàn)(事實(shí))驗(yàn)證”的科學(xué)思想方法． 思考1：月球繞地球能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樵虑蚴芰ζ胶猓@種說(shuō)法對(duì)嗎？ 提示：不對(duì)，月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，是因?yàn)榈厍驅(qū)υ虑虻囊μ峁┫蛐牧Φ淖饔茫?1．月—地檢驗(yàn)的結(jié)果說(shuō)明 ( )． A．地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種性質(zhì)的力 B．地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力不是同一類型的力 C．地面物體所受地球的引力只與物體的質(zhì)量有關(guān)，即G＝mg D．月球所受地球的引力只與月球質(zhì)量有關(guān),答案 A,1.內(nèi)容 自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在____________，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成______，與它們之間距離r的二次方成______． 2．公式,萬(wàn)有引力定律,它們的連線上,正比,反比,,,引力常量,思考2：由公式導(dǎo)出比例系數(shù)的單位？,A．公式中的G是引力常量，是人為規(guī)定的 B．這一規(guī)律可適用于任何兩物體間的引力 C．太陽(yáng)與行星間的引力是一對(duì)平衡力 D．檢驗(yàn)這一規(guī)律是否適用于其他天體的方法是比較觀測(cè)結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性,解析 公式中的G是引力常量，首先由卡文迪許利用扭秤測(cè)得，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；萬(wàn)有引力定律具有普適性，適用于任何兩物體間的引力，選項(xiàng)B正確；太陽(yáng)與行星間的引力是一對(duì)作用力與反作用力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；檢驗(yàn)這一規(guī)律是否適用于其他天體的方法是比較觀測(cè)結(jié)果與推理結(jié)果是否吻合，選項(xiàng)D正確． 答案 BD,1.大?。篏＝______________________. 2．測(cè)定：英國(guó)物理學(xué)家_________在實(shí)驗(yàn)室比較準(zhǔn)確地測(cè)出了G的數(shù)值．,引力常量,6.67×10－11 N·m2/kg2,卡文迪許,思考3：引力常量的測(cè)定有何意義？ 提示：(1)卡文迪許通過(guò)改變質(zhì)量和距離，證實(shí)了萬(wàn)有引力的存在及萬(wàn)有引力定律的正確性．(2)第一次測(cè)出了引力常量，使萬(wàn)有引力定律能進(jìn)行定量計(jì)算，顯示出真正的實(shí)用價(jià)值．(3)標(biāo)志著力學(xué)實(shí)驗(yàn)精密程度的提高，開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量弱力的新時(shí)代．,3.關(guān)于引力常量G，下列說(shuō)法中正確的是 ( )． A．G值的測(cè)出使萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值 B．引力常量G的大小與兩物體質(zhì)量的乘積成反比，與兩物體間距離的平方成正比 C．引力常量G在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的物體相距1 m時(shí)的相互吸引力 D．引力常量G是不變的，其數(shù)值大小與單位制的選擇無(wú)關(guān),解析 利用G值和萬(wàn)有引力定律不但能“稱”出地球的質(zhì)量，而且可測(cè)定遠(yuǎn)離地球的一些天體的質(zhì)量、平均密度等，故A正確；引力常量G是一個(gè)普遍適用的常量，其物理意義是兩個(gè)質(zhì)量都是1 kg的質(zhì)點(diǎn)相距1 m時(shí)的相互吸引力，它的大小與所選的單位有關(guān)，故B、D錯(cuò)誤，C正確． 答案 AC,1.公式的適用條件 (1)嚴(yán)格地說(shuō)，萬(wàn)有引力定律只適用于計(jì)算質(zhì)點(diǎn)間相互作用的引力的大小，r為兩質(zhì)點(diǎn)間的距離． (2)兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的相互作用，也可用此定律來(lái)計(jì)算，其中r是兩球心間的距離． (3)一個(gè)均勻球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的萬(wàn)有引力也可用此定律來(lái)計(jì)算，其中r為球心到質(zhì)點(diǎn)間的距離． (4)兩個(gè)物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，定律也近似適用，其中r為兩物體質(zhì)心間的距離．,對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解,A．m1與m2之間的相互作用力，總是大小相等，方向相反，是一對(duì)平衡力 B．m1與m2之間的相互作用力，總是大小相等，方向相反，是一對(duì)作用力和反作用力 C．當(dāng)r趨近于0時(shí)，F(xiàn)趨向無(wú)窮大 D．當(dāng)r趨近于0時(shí)，公式不成立,解析 答案 BD,1.萬(wàn)有引力的“三性”,2.利用萬(wàn)有引力定律解題時(shí)，要注意以下三點(diǎn)： (1)理解萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容和適用范圍；(2)知道萬(wàn)有引力不是特殊的一種力，它同樣滿足牛頓運(yùn)動(dòng)定律；(3)明確公式中各物理量的含義及公式的使用方法．,【跟蹤1】 關(guān)于萬(wàn)有引力，下列說(shuō)法中正確的是 ( )． A．萬(wàn)有引力只有在研究天體與天體之間的作用時(shí)才有價(jià)值 B．由于一個(gè)蘋(píng)果的質(zhì)量很小，所以地球?qū)λ娜f(wàn)有引力幾乎可以忽略 C．地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的萬(wàn)有引力遠(yuǎn)大于衛(wèi)星對(duì)地球的萬(wàn)有引力 D．地球表面的大氣層是因?yàn)槿f(wàn)有引力的約束而存在于地球表面附近,解析 由萬(wàn)有引力定義知D對(duì)．萬(wàn)有引力定律不但在天體之間有價(jià)值，在天體與物體間也有價(jià)值，如重力，故A錯(cuò)；由牛頓第三定律知B、C錯(cuò)． 答案 D,萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用,答案 ABC,對(duì)萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式中各物理量的意義一定要準(zhǔn)確理解，切忌將表達(dá)式中的r作純數(shù)學(xué)處理而違背物理事實(shí)．,【跟蹤2】 如圖6－3－1所示，操場(chǎng)兩邊放著半徑分別為r1、r2，質(zhì)量分別為m1、m2的籃球和足球，二者的間距為r.則兩球間的萬(wàn)有引力大小為 ( )．,圖6－3－1,答案 D,疑難突破1 萬(wàn)有引力和重力的區(qū)別和聯(lián)系 萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系 1．概念不同：重力是萬(wàn)有引力的一個(gè)分力．,圖6－3－2,典例剖析 【典例】 (2012·課標(biāo)全國(guó)卷，21)假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體．一礦井深度為d.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零．礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為 ( )．,答案 A,【審題技巧】,【我來(lái)沖關(guān)】 宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需要經(jīng)過(guò)時(shí)間5t落回原處．(取地球表面的重力加速度g＝10 m/s2，不計(jì)空氣阻力),【狀元微博】 萬(wàn)有引力和重力關(guān)系的處理方法,一、對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解 1．牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù)，運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理，建立了萬(wàn)有引力定律．在創(chuàng)建萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中，牛頓 ( )． A．接受了胡克等科學(xué)家關(guān)于“吸引力與兩中心距離的平方成反比”的猜想 B．根據(jù)地球上一切物體都以相同加速度下落的事實(shí)，得出物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即F∝m的結(jié)論 C．根據(jù)F∝m和牛頓第三定律，分析了地月間的引力關(guān)系，進(jìn)而得出F∝m1m2 D．根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了比例系數(shù)G的大小,解析 在創(chuàng)建萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中，牛頓接受了平方反比猜想，和物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即F∝m的結(jié)論，而提出萬(wàn)有引力定律．后來(lái)卡文迪許利用扭秤測(cè)量出萬(wàn)有引力常量G的大小，C項(xiàng)是在建立萬(wàn)有引力定律后才進(jìn)行的探索，因此符合題意的只有A、B. 答案 AB,A．牛頓是在開(kāi)普勒揭示的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，因此萬(wàn)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(cè)定了引力常量G的數(shù)值 C．兩物體各自受到對(duì)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(wàn)有引力定律對(duì)質(zhì)量大的物體適用，對(duì)質(zhì)量小的物體不適用,解析 萬(wàn)有引力定律適用于所有物體間，A、D錯(cuò)，根據(jù)物理史可知卡文迪許首先用實(shí)驗(yàn)比較準(zhǔn)確地測(cè)定了引力常量G的數(shù)值，B對(duì)，兩物體各自受到對(duì)方的引力的大小遵循牛頓第三定律，C錯(cuò)． 答案 B,二、萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用 3．如圖6－3－3所示，兩個(gè)半徑分別為r1＝0.60 m，r2＝0.40 m，質(zhì)量分布均勻的實(shí)心球質(zhì)量分別為m1＝4.0 kg，m2＝1.0 kg，兩球間距離為r＝2.0 m，則兩球間相互引力的大小為 ( )． A．6.67×10－11N B．大于6.67×10－11N C．小于6.67×10－11N D．不能確定,圖6－3－3,答案 C,4．兩個(gè)質(zhì)量分布均勻且大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬(wàn)有引力為F，若兩個(gè)半徑是小鐵球2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬(wàn)有引力為 ( )． A．2F B．4F C．8F D．16F,答案 D,三、萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系 5．假如地球自轉(zhuǎn)速度增大，關(guān)于物體的重力，下列說(shuō)法中正確的是 ( )． A．放在赤道地面上物體的萬(wàn)有引力不變 B．放在兩極地面上物體的重力不變 C．放在赤道地面上物體的重力減小 D．放在兩極地面上物體的重力增大,解析 地球自轉(zhuǎn)角速度增大，物體受到的萬(wàn)有引力不變，選項(xiàng)A正確；在兩極，物體受到的萬(wàn)有引力等于其重力，則其重力不變，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；而對(duì)放在赤道地面上的物體，F(xiàn)萬(wàn)＝G重＋mω2R，由于ω增大，則G重減小，選項(xiàng)C正確． 答案 ABC,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,