《萬有引力定律》萬有引力與宇宙航行PPT課件
第一部分內(nèi)容：必備知識·素養(yǎng)奠基
一、行星與太陽間的引力
【思考】 牛頓在前人研究的基礎(chǔ)上認(rèn)為任何方式改變速度都需要力,行星運動需要的力是哪個天體對它產(chǎn)生的力?
提示:太陽
1.太陽對行星的引力大小:太陽對行星的引力F與行星的質(zhì)量m成正比,與行星與太陽的距離的二次方(r2)成反比,即F∝____。
2.行星與太陽的引力:
(1)大小:行星與太陽的引力與太陽的質(zhì)量m太成正比,即F∝ ,寫成等式就是F=________。
(2)方向:_____________。
(3)比例系數(shù)G:
關(guān)于G的數(shù)值解釋符合科學(xué)實際的有_______。
①與太陽的質(zhì)量無關(guān)。
②與太陽的質(zhì)量有關(guān)。
③與行星的質(zhì)量無關(guān)。
④與行星的質(zhì)量有關(guān)。
⑤與太陽到行星的距離無關(guān)。
⑥與太陽到行星的距離有關(guān)。
二、月—地檢驗
【思考】 拉住月球使它圍繞地球運動的力,與拉著蘋果下落的力以及太陽對行星的力是否遵循相同的規(guī)律呢?
提示:遵循相同的規(guī)律
1.猜想:維持月球繞地球運動的力與使得蘋果下落的力是同一種力,同樣遵從“_________”的規(guī)律。
2.檢驗方法:
(1)物體在月球軌道上運動時的加速度:a=______。
(2)月球圍繞地球做勻速圓周運動的加速度:a=_______。
(3)對比結(jié)果:月球在軌道高度處的加速度近似等于_________________。
3.結(jié)論:地面物體受地球的引力,月球所受地球的引力,太陽與行星的引力,遵從相同的規(guī)律。
三、萬有引力定律
【思考】 既然太陽與行星之間、地球與月球之間,以及地球與地面物體之間具有“與兩個物體質(zhì)量成正比,與它們之間的距離二次方成反比”的吸引力,是否任意兩個物體之間都有這樣的力呢?
提示:是
1.內(nèi)容:自然界中任何兩個物體都_________,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_____,與它們之間的距離r的二次方成_____。
2.公式:F=_______。
四、引力常量
1.測量者:_________。
2.數(shù)值:G= ____________________。
... ... ...
萬有引力定律PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
一 萬有引力定律
1.萬有引力定律的特性:
(1)普遍性:萬有引力存在于宇宙中任何有質(zhì)量的物體之間(天體間、地面物體間、微觀粒子間)。
(2)相互性:兩個物體間相互作用的引力是一對作用力和反作用力,符合力的相互作用。
(3)宏觀性:天體間萬有引力較大,它是支配天體運動的原因。地面物體間、微觀粒子間的萬有引力微小 ,不足以影響物體的運動,故常忽略不計。
(4)特殊性:兩個物體間的萬有引力只與它們本身的質(zhì)量有關(guān),與它們之間的距離有關(guān),與所在空間的性質(zhì)無關(guān)。
2.萬有引力定律的適用條件:
(1)萬有引力定律公式適用于質(zhì)點之間的引力大小的計算。
(2)對于實際物體間的相互作用,當(dāng)兩個物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小(物體可視為質(zhì)點)時也適用。
(3)兩個質(zhì)量分布均勻的球體間的引力大小可用萬有引力定律公式求解,公式中的r為兩球心之間的距離。
(4)一個質(zhì)量分布均勻的球體與球外一質(zhì)點之間的引力大小也可用萬有引力定律公式求解,公式中的r為質(zhì)點到球心之間的距離。
【典例示范】
要使兩物體間的萬有引力減小到原來的 ,下列辦法不可采用的是( )
A.使兩物體的質(zhì)量各減少一半,距離不變
B.使兩物體間的距離和兩物體的質(zhì)量都減為原來的
C.使兩物體間的距離增為原來的2倍,質(zhì)量不變
D.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的 ,距離不變
【素養(yǎng)訓(xùn)練】
1.(多選)對于質(zhì)量為m1和質(zhì)量為m2的兩個物體間的萬有引力的表達(dá)式F=G ,下列說法正確的是( )
A.公式中的G是引力常量,它是由實驗得出的,而不是人為規(guī)定的
B.當(dāng)兩個物體間的距離r趨于零時,萬有引力趨于無窮大
C.m1和m2所受引力大小總是相等的
D.兩個物體間的引力總是大小相等、方向相反,是一對平衡力
【解析】選A、C。引力常量G是由英國物理學(xué)家卡文迪許運用構(gòu)思巧妙的“精密”扭秤實驗第一次測定出來的,所以選項A正確;兩個物體之間的萬有引力是一對作用力與反作用力,它們總是大小相等、方向相反,分別作用在兩個物體上,所以選項C正確,D錯誤;公式F=G 適用于兩質(zhì)點間的相互作用,當(dāng)兩物體相距很近時,兩物體不能看成質(zhì)點,所以選項B錯誤。
2.兩個質(zhì)量均勻的球體相距為r,它們之間的萬有引力為1×10-8 N,若它們的質(zhì)量、距離都增加為原來的2倍,則它們之間的萬有引力為( )
A.1×10-8 NB.2×10-8 N
C.4×10-8 ND.8×10-8 N
【解析】選A。根據(jù)萬有引力定律F=G ,若它們的質(zhì)量、距離都增加為原來的2倍,則萬有引力不變,仍為1×10-8 N,故選項A正確。
【典例示范1】 如圖所示,P、Q為質(zhì)量相同的兩質(zhì)點,分別置于地球表面的不同緯度上,如果把地球看成一個均勻球體,P、Q兩質(zhì)點隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動,則下列說法正確的是 ( )
A.P、Q做圓周運動的向心力大小相等
B.P、Q所受地球引力大小相等
C.P、Q做圓周運動的線速度大小相等
D.P所受地球引力大于Q所受地球引力
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