(新教材)2022年高中物理(浙江)人教版必修第二册课件:7.2 万有引力定律 .ppt
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1、2.万有引力定律 必备知识必备知识自主学习自主学习 一、行星与太阳间的引力一、行星与太阳间的引力 【情境思考情境思考】 牛顿在前人研究的基础上认为任何方式改变速度都需要力牛顿在前人研究的基础上认为任何方式改变速度都需要力, ,行星运动需要的力行星运动需要的力 是哪个天体对它产生的力是哪个天体对它产生的力? ? 提示提示: :太阳太阳 提醒提醒: :太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力和反作用力。太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力和反作用力。 二、月二、月地检验地检验 1.1.猜想猜想: :维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是
2、同一种力, , 同样遵从“同样遵从“_”_”的规律。的规律。 2.2.检验方法检验方法: : (1)(1)物体在月球轨道上运动时的加速度物体在月球轨道上运动时的加速度:a=:a=_g g。 (2)(2)月球围绕地球做匀速圆周运动的加速度月球围绕地球做匀速圆周运动的加速度:a=_:a=_。 (3)(3)对比结果对比结果: :月球在轨道高度处的加速度近似等于月球在轨道高度处的加速度近似等于_。 3.3.结论结论: :地面物体受地球的引力地面物体受地球的引力, ,月球所受地球的引力月球所受地球的引力, ,太阳与行星的引力太阳与行星的引力, , 遵从相同的规律。遵从相同的规律。 平方反比平方反比 2
3、1 602 2 4r T 月 月 月球的向心加速度月球的向心加速度 三、万有引力定律三、万有引力定律 【情境思考情境思考】 既然太阳与行星之间、地球与月球之间既然太阳与行星之间、地球与月球之间, ,以及地球与地面物体之间具有“与两以及地球与地面物体之间具有“与两 个物体质量成正比个物体质量成正比, ,与它们之间的距离二次方成反比”的吸引力与它们之间的距离二次方成反比”的吸引力, ,是否任意两个是否任意两个 物体之间都有这样的力呢物体之间都有这样的力呢? ? 提示提示: :是是 1.1.内容内容: :自然界中任何两个物体都自然界中任何两个物体都_,_,引力的方向在引力的方向在_,_, 引力的大小
4、与物体的质量引力的大小与物体的质量m m1 1和和m m2 2的乘积成的乘积成_,_,与它们之间的距离与它们之间的距离r r的二次的二次 方成方成_。 2.2.公式公式:F=_:F=_。 四、引力常量四、引力常量 1.1.测量者测量者:_:_。 2.2.数值数值:G=_:G=_。 相互吸引相互吸引 它们的连线上它们的连线上 正比正比 反比反比 12 2 m m G r 卡文迪什卡文迪什 6.676.671010- -11 11 Nm Nm2 2/kg/kg2 2 【易错辨析易错辨析】 (1)(1)公式公式F=GF=G 中中G G是比例系数是比例系数, ,与太阳、行星都没关系。与太阳、行星都没关
5、系。 ( )( ) (2)(2)在推导太阳与行星的引力公式时在推导太阳与行星的引力公式时, ,用到了牛顿第二定律和牛顿第三定用到了牛顿第二定律和牛顿第三定 律。律。 ( )( ) (3)(3)由于天体间距离很远由于天体间距离很远, ,在研究天体间的引力时可以将它们视为质点。在研究天体间的引力时可以将它们视为质点。( )( ) (4)(4)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。 ( )( ) (5)(5)月球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力提供的。月球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力提供的。 ( )( ) (6)(6)地球对月球的引力与地
6、面上的物体所受的地球的引力是两种不同性质地球对月球的引力与地面上的物体所受的地球的引力是两种不同性质 的力。的力。 ( )( ) 2 Mm r 关键能力关键能力合作学习合作学习 知识点一知识点一 对太阳与行星间的引力的理解对太阳与行星间的引力的理解 1.1.两个理想化模型两个理想化模型: :在公式在公式F=GF=G 的推导过程中的推导过程中, ,我们用到了两个理想化我们用到了两个理想化 模型。模型。 (1)(1)由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近, ,行星的行星的 运动轨迹非常接近圆运动轨迹非常接近圆, ,所以将行星
7、的运动看成匀速圆周运动。所以将行星的运动看成匀速圆周运动。 (2)(2)由于天体间的距离很远由于天体间的距离很远, ,研究天体间的引力时将天体看成质点研究天体间的引力时将天体看成质点, ,即天体的即天体的 质量集中在球心上。质量集中在球心上。 2 Mm r 2.2.推导过程推导过程: : 3.3.太阳与行星间的引力的特点太阳与行星间的引力的特点: :太阳与行星间引力的大小太阳与行星间引力的大小, ,与太阳的质量、行星与太阳的质量、行星 的质量成正比的质量成正比, ,与两者距离的二次方成反比。太阳与行星间引力的方向沿着二与两者距离的二次方成反比。太阳与行星间引力的方向沿着二 者的连线方向。者的连
8、线方向。 【典例示范典例示范】 【典例典例】根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知: :太阳对行星的引太阳对行星的引 力力FF , ,行星对太阳的引力行星对太阳的引力FF , ,其中其中M M、m m、r r分别为太阳质量、行星质分别为太阳质量、行星质 量和太阳与行星间的距离。下列说法正确的是量和太阳与行星间的距离。下列说法正确的是 ( ( ) ) A.FA.F和和FF大小相等大小相等, ,是一对作用力与反作用力是一对作用力与反作用力 B.FB.F和和FF大小相等大小相等, ,是一对平衡力是一对平衡力 C.FC.F和和FF大小相等大小相等, ,
9、是同一个力是同一个力 D.D.由由FF 和和FF 知知FF=mMFF=mM 2 m r 2 M r 2 m r 2 M r 【素养训练素养训练】 下面关于行星对太阳的引力的说法下面关于行星对太阳的引力的说法, ,正确的是正确的是 ( ( ) ) A.A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力 B.B.行星对太阳的引力只与太阳的质量成正比行星对太阳的引力只与太阳的质量成正比, ,与行星的质量无关与行星的质量无关 C.C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力 D.D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比
10、行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比, ,与行星距太阳的距离成反比与行星距太阳的距离成反比 【解析解析】选选A A。太阳与行星间的引力是一对作用力和反作用力。太阳与行星间的引力是一对作用力和反作用力, ,一定是同种性质一定是同种性质 的力的力, ,且大小相等且大小相等, ,故故A A正确正确,C,C错误错误; ;根据根据F=G F=G 知知,F,F与与m m太 太、 、m m均有关均有关, ,且与且与r r2 2 成反比成反比, ,故故B B、D D错误。错误。 2 m m r 太 知识点二知识点二 对万有引力定律的理解对万有引力定律的理解 1.1.对万有引力定律表达式对万有引力定律表达式F
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