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《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件

《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件

课件简介:

《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT优秀课件

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

mg

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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