《萬(wàn)有引力定律》萬(wàn)有引力與宇宙航行PPT課件
第一部分內容：必備知識·素養奠基
一、行星與太陽(yáng)間的引力
【思考】 牛頓在前人研究的基礎上認為任何方式改變速度都需要力,行星運動(dòng)需要的力是哪個(gè)天體對它產(chǎn)生的力?
提示:太陽(yáng)
1.太陽(yáng)對行星的引力大小:太陽(yáng)對行星的引力F與行星的質(zhì)量m成正比,與行星與太陽(yáng)的距離的二次方(r2)成反比,即F∝____。
2.行星與太陽(yáng)的引力:
(1)大小:行星與太陽(yáng)的引力與太陽(yáng)的質(zhì)量m太成正比,即F∝ ,寫(xiě)成等式就是F=________。
(2)方向:_____________。
(3)比例系數G:
關(guān)于G的數值解釋符合科學(xué)實(shí)際的有_______。
①與太陽(yáng)的質(zhì)量無(wú)關(guān)。
②與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)。
③與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān)。
④與行星的質(zhì)量有關(guān)。
⑤與太陽(yáng)到行星的距離無(wú)關(guān)。
⑥與太陽(yáng)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(dòng)的力,與拉著(zhù)蘋(píng)果下落的力以及太陽(yáng)對行星的力是否遵循相同的規律呢?
提示:遵循相同的規律
1.猜想:維持月球繞地球運動(dòng)的力與使得蘋(píng)果下落的力是同一種力,同樣遵從“_________”的規律。
2.檢驗方法:
(1)物體在月球軌道上運動(dòng)時(shí)的加速度:a=______。
(2)月球圍繞地球做勻速圓周運動(dòng)的加速度:a=_______。
(3)對比結果:月球在軌道高度處的加速度近似等于_________________。
3.結論:地面物體受地球的引力,月球所受地球的引力,太陽(yáng)與行星的引力,遵從相同的規律。
三、萬(wàn)有引力定律
【思考】 既然太陽(yáng)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(gè)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(gè)物體之間都有這樣的力呢?
提示:是
1.內容:自然界中任何兩個(gè)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.數值:G= ____________________。
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萬(wàn)有引力定律PPT，第二部分內容：關(guān)鍵能力·素養形成
一 萬(wàn)有引力定律
1.萬(wàn)有引力定律的特性:
(1)普遍性:萬(wàn)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(guān)粒子間)。
(2)相互性:兩個(gè)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(guān)性:天體間萬(wàn)有引力較大,它是支配天體運動(dòng)的原因。地面物體間、微觀(guān)粒子間的萬(wàn)有引力微小 ,不足以影響物體的運動(dòng),故常忽略不計。
(4)特殊性:兩個(gè)物體間的萬(wàn)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(wú)關(guān)。
2.萬(wàn)有引力定律的適用條件:
(1)萬(wàn)有引力定律公式適用于質(zhì)點(diǎn)之間的引力大小的計算。
(2)對于實(shí)際物體間的相互作用,當兩個(gè)物體間的距離遠遠大于物體本身的大小(物體可視為質(zhì)點(diǎn))時(shí)也適用。
(3)兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的引力大小可用萬(wàn)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(gè)質(zhì)量分布均勻的球體與球外一質(zhì)點(diǎn)之間的引力大小也可用萬(wàn)有引力定律公式求解,公式中的r為質(zhì)點(diǎn)到球心之間的距離。
【典例示范】
要使兩物體間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)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(lái)的
C.使兩物體間的距離增為原來(lái)的2倍,質(zhì)量不變
D.使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來(lái)的 ,距離不變
【素養訓練】
1.(多選)對于質(zhì)量為m1和質(zhì)量為m2的兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力的表達式F=G ,下列說(shuō)法正確的是( )
A.公式中的G是引力常量,它是由實(shí)驗得出的,而不是人為規定的
B.當兩個(gè)物體間的距離r趨于零時(shí),萬(wàn)有引力趨于無(wú)窮大
C.m1和m2所受引力大小總是相等的
D.兩個(gè)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)家卡文迪許運用構思巧妙的“精密”扭秤實(shí)驗第一次測定出來(lái)的,所以選項A正確;兩個(gè)物體之間的萬(wàn)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(gè)物體上,所以選項C正確,D錯誤;公式F=G 適用于兩質(zhì)點(diǎn)間的相互作用,當兩物體相距很近時(shí),兩物體不能看成質(zhì)點(diǎn),所以選項B錯誤。
2.兩個(gè)質(zhì)量均勻的球體相距為r,它們之間的萬(wàn)有引力為1×10-8 N,若它們的質(zhì)量、距離都增加為原來(lái)的2倍,則它們之間的萬(wàn)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。根據萬(wàn)有引力定律F=G ,若它們的質(zhì)量、距離都增加為原來(lái)的2倍,則萬(wàn)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(diǎn),分別置于地球表面的不同緯度上,如果把地球看成一個(gè)均勻球體,P、Q兩質(zhì)點(diǎn)隨地球自轉做勻速圓周運動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.P、Q做圓周運動(dòng)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(dòng)的線(xiàn)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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