2021学年2 万有引力定律评课ppt课件

这是一份2021学年2 万有引力定律评课ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了万有引力定律，知识点二月地检验，成正比，成反比，引力常量，知识点四引力常量，卡文迪什，答案A，答案D，答案25∶23等内容，欢迎下载使用。

知识点一　行星与太阳间的引力
1. 如图所示,绳拴小球在光滑桌面上做匀速圆周运动.球为什么不能滑离桌面?向心力由什么力提供?向心力的大小如何?
2.如图所示,太阳系中的行星围绕太阳的运动可以看作匀速圆周运动.
答案:太阳对行星存在吸引力,该吸引力沿着二者的连线指向圆心(太阳).这个吸引力提供了行星做圆周运动的向心力.
(1)为什么行星会围绕太阳做圆周运动而不离开圆周轨道呢?
(2)若行星的质量为m,行星到太阳的距离为r,行星运行周期为T,则行星需要的向心力F的大小如何表示?
(4)根据牛顿第三定律,行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是一对性质相同的相互作用力,据此推出行星对太阳的引力F'.
(5)由上述结论,结合F=F'可猜测太阳与行星间的引力满足什么关系式?
1. 如何推理行星与太阳间、月球与地球间、地球与树上苹果间的作用力是同一种性质的力?.
2.在牛顿的时代,人们已经比较精确地测得地球半径R=6.37×106 m,月球中心到地球中心的距离r=3.8×108 m,月球绕地球的公转周期T=27.3 d=2.36×106 s,自由落体加速度g为9.8 m/s2.如何根据这些数据验证行星与太阳间、月球与地球间、地球与树上苹果间的作用力就是同一种性质的力?
3.请总结出月—地检验所使用的科学探究思路.
答案:(1)提出问题;(2)猜想和假设(推理);(3)基于证据得出结论(验证).
1.内容:自然界中 两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的 上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积 、与它们之间距离r的二次方 .
知识点三　万有引力定律
2.公式:F= ,其中G是比例系数,叫作 .
1.牛顿得出万有引力定律一百多年以后,物理学家 .通过实验测量了几个铅球之间的引力,推算出了引力常量G的数值.通常取G= . 2.引力常量的普适性成了 正确性的有力证据.
6.67×10-11 N·m2 /kg2
探究一　万有引力定律的理解
答案:甲同学的理解是错误的,乙同学的理解是正确的.从数学的角度看,两位同学的理解都有道理;但从物理的角度看,物体都有一定的形状和大小,两物体间的距离r趋于0是无法做到的,这说明万有引力定律是有适用条件的.
2.自然界中任何两个物体之间都存在引力,为什么我们感觉不到旁边同学的引力?请通过计算加以说明.假设两人的质量均为50 kg,两人相距0.5 m,g取9.8 m/s2,G取6.67×10-11 N·m2/kg2.
1.万有引力公式的适用条件.(1)两个质点间(两个物体距离很大时,可以把物体看作质点).(2)两个质量分布均匀的球体(或球壳)间,可以认为质量集中在球心处,其中r为两个球心间的距离,这是一种等效的简化处理方法.(3)一个质量分布均匀的球体(或球壳)与球外一个质点间,r为球心到质点的距离.(4)当研究对象不能被看成质点时,可以假想把物体分割成无数个质点,求出物体上每个质点与另一个物体上所有质点的万有引力,然后求合力.
2.万有引力的特性.(1)普遍性:万有引力定律的发现实现了物理学史上的第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一.它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律.万有引力存在于宇宙中任何两个有质量的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间).(2)相互性:两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律.(3)宏观性:天体间万有引力很大,它是支配天体运动的原因.地面物体间、微观粒子间的万有引力很小,不足以影响物体的运动,常忽略不计.
解析:当把物体放在球心处时,就不能再把地球看成质量集中在地心处的质点.可将地球分成无数块,每一块对物体都有万有引力作用,根据力的对称性知物体与地球各块间的万有引力的合力为0.
【典例2】两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起,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
对万有引力公式中物理量的理解(1)计算两质量分布均匀的球体间的万有引力,r是两个球体球心的距离.(2)球的半径变为原来的2倍,两球心之间距离、球体的质量同时改变.
填补法求解万有引力(1)万有引力定律只适用于求质点间的万有引力.(2)在质量分布均匀的实心球中挖去小球后其质量分布不再均匀,不可再随意视为质点处理.(3)可以采用先填补后运算的方法计算万有引力大小.
探究二　万有引力与重力的关系
我们在学习重力时是这样定义重力概念的:“由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力.”那么,重力就是地球对物体的万有引力吗?它们之间有什么关系?
【典例4】一物体在地球表面重16 N,地面上重力加速度为10 m/s2.它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N,则此火箭离地球表面的距离是地球半径的(忽略地球自转)(　　)A.2倍　　　B.3倍　　　C.4倍　　　D.一半[学会审题](1)地球表面附近有F万=G.(2)利用牛顿第二定律求出视重为9 N的重力加速度g'.
解析:设此时火箭上升到离地球表面高度为h处,火箭上物体的视重等于物体受到的支持力FN,物体受到的重力为mg',g'是h高处的重力加速度,由牛顿第二定律得
3.(多选)关于引力常量G,下列说法正确的是(　　)A.G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值B.引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比,与两物体间距离的二次方成正比C.引力常量G在数值上等于两个质量都是1 kg的可视为质点的物体相距1 m时的相互吸引力D.引力常量G是不变的,其值大小与单位制的选择无关
4.如图所示,操场两边放着半径分别为r1、r2,质量分别为m1、m2的篮球和足球,二者的间距为r,则两球间的万有引力大小为(　　)
6.地球质量大约是月球质量的81倍.一飞行器位于地球与月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为(　　)A.1∶9 B.9∶1C.1∶10D.10∶1