2018_2019学年高中物理第三章万有引力定律2万有引力定律学案教科版

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1、2　万有引力定律[学习目标]　1.了解万有引力定律得出的思维过程，知道地球上物体下落与天体运动的统一性.2.理解万有引力定律的含义，知道万有引力定律的普遍性，会用万有引力定律解决相关问题.3.了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义．一、与引力有关现象的思考1．苹果落地的原因：苹果受到地球的吸引力．2．月球绕地球做圆周运动的原因：受到地球对月球的引力．3．行星围绕太阳运动的向心力也是太阳对行星的引力．二、万有引力定律1．太阳与行星间引力的推导：(1)太阳对行星的引力：F∝.(2)行星对太阳的引力：F′∝.(3)总结F与F′的关系：F＝F′∝

2、.2．万有引力定律(1)内容：任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比．(2)表达式：F＝G.三、引力常量1．测定：在1798年，英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验较精确地测出引力常量．2．数值：国际科学联盟理事会科技数据委员会2002年推荐的引力常量数值为G＝6.672(10)×10－11N·m2/kg2，通常可以取G＝6.67×10－11N·m2/kg2.3．意义：使万有引力定律能进行定量运算，显示出其真正的实用价值．1．判断下列说法的正误．(1)万有引力不仅存在于天

3、体之间，也存在于普通物体之间．(√)(2)引力常量是牛顿首先测出的．(×)(3)物体间的万有引力与它们间的距离成反比．(×)(4)根据万有引力定律表达式可知，质量一定的两个物体若距离无限靠近，它们间的万有引力趋于无限大．(×)2．两个质量都是1kg的物体(可看成质点)，相距1m时，两物体间的万有引力F＝N，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＝6.67×10－11N·m2/kg2，重力加速度g＝10m/s2)答案　6.67×10－11　10　6.67×10－12一、对太阳与行星间引力的理解1．两个理想化模型(

4、1)将行星绕太阳的椭圆运动看成匀速圆周运动．(2)将天体看成质点，且质量集中在球心上．2．推导过程例1　(多选)根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动的知识知：太阳对行星的引力F∝，行星对太阳的引力F′∝，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′∝和F∝，得F∶F′＝m∶MB．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答案　BD解析　F′和F大小相等、方向相反，是作用力和反作用力，太阳对行星的引力提供行星绕太阳做

5、圆周运动的向心力，故正确答案为B、D.【考点】太阳与行星间引力的推导【题点】太阳与行星间引力的理解二、万有引力定律如图1所示，天体是有质量的，人是有质量的，地球上的其他物体也是有质量的．图1(1)任意两个物体之间都存在万有引力吗？为什么通常两个物体间感受不到万有引力，而太阳对行星的引力可以使行星围绕太阳运转？(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　(1)任意两个物体间都存在着万有引力．但由于地球上物体的质量一般很小(与天体质量相比)，地球上两个物体间的万有引力远小于地面对物体的最大静摩擦力，通常感受不到，但天体质量很大，

6、天体间的引力很大，对天体的运动起决定作用．(2)相等．它们是一对相互作用力．1．万有引力定律表达式F＝G，式中G为引力常量．G＝6.67×10－11N·m2/kg2，由英国物理学家卡文迪许在实验室中比较准确地测出．测定G值的意义：(1)证明了万有引力定律的存在；(2)使万有引力定律有了真正的实用价值．2．万有引力定律的适用条件严格地说，万有引力定律适用于计算质点间的相互作用的引力大小．常见情况如下：(1)适用于计算两个质量分布均匀的球体间的万有引力，其中r是两个球体球心间的距离．(2)计算一个均匀球体与球外一个质点间的万有引力，其中r为球心与

7、质点间的距离．(3)当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也近似适用，其中r为两物体质心间的距离．3．万有引力的特点：(1)万有引力的普遍性．万有引力不仅存在于星球间，任何客观存在的有质量的物体之间都存在着这种相互吸引力．(2)万有引力的相互性．两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，方向相反，分别作用于两个物体上．(3)万有引力的宏观性．在通常情况下，万有引力非常小，只是在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义．例2　(多选)对于质量分别为m1和m2的两个物体间的万有引力的表达式F

8、＝G，下列说法中正确的是(　　)A．公式中的G是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的B．当两个物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大C．m1和m2所受引