物理沪科版必修2学案：讲练互动52万有引力定律是怎样发现的含解析

《物理沪科版必修2学案：讲练互动52万有引力定律是怎样发现的含解析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、讲练互动/77【例1】对于质量为g和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式F=G-^2,下列厂说法正确的是…（）A.公式屮的G是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的B.当两体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大C.mi和m2所受引力大小总是相等的D.两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力解析：引力常量G值是由英国物理学家卡文迪许运用构思巧妙的“精密”扭秤实验第一次测定出来的，所以选项A正确.两个物体Z间的万有引力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、方向相反，分别作用在

2、两个物体上，所以选项C正确，D错误.公式F=G巴学适厂用于两质点间的相互作用，当两物体相距很近时，两物体不能看作质点，所以选项B错误.答案：AC黑色陷阱由于对万有引力定律只适用于质点这一条件缺乏深刻的理解，所以不能认识当两物体间的距离I•趋于零吋，这两个物体不能看作质点，万有引力定律不适用于此种情况，盲目套用定律错选B.变式训练1•万有引力定律首次揭示了自然界中物体间的一种相互作用规律.以下说法正确的是（）A.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的E.人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大C

3、.人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D.宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用解析：物体的重力是地球对物体的万有引力引起的，故选项A错误.根据万有引力定律可知人造地球卫星离地球越远，受到的地球的万有引力就越小，故选项B错误.人造地球卫星绕地球运动的向心力是由地球对它的万有引力提供的，故选项C正确.宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于重力全部提供了向心力，而不是没有受到万有引力的作用，故选项D错误.答案：C【例2]（经典冋放）两大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们

4、之间的万有引力为F,若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之I'可的万有引力为…（）A.2FB.4FC.8FD」6F2解析：小铁球之间的万有引力mm大铁球半径是小铁球半径的2倍，其质量分別为4、小铁球m=pV=p-（—7tr3）44大铁球M=pV-p[—n（2r）3]=8p-—nr3=8m故两个大铁球间的万有引力MM（8/?z）2m2F'==G—~=16G—=16F.（27?）2[4（2厂尸]4r2答案：D绿色通道要准确理解万有引力定律公式中各量的意义并能灵活应用.本题中准确判定小球与大

5、球的质量、球心距离关系是关键.变式训练2.已知太阳的质量是1.97x1030kg,地球的质量是6.68x1024kg,太阳与地球间的平均距离是1.49x10“m,则太阳与地球间的万有引力为N.已知拉断截面积为1cn?的钢棒需要5.98x1024N的拉力，那么地球和太阳间的万有引力可以拉断截面积是亦的钢棒.解析：依据万有引力定律F=G理殳得厂F^i=6.67xlOq,xN=2.5xl022N.L97x1030x6.68x10241.49x10"xL49x10m2.5xl022设引力可以拉断截面积是S=X

6、1cm2=0.00418cm2=4.18x1O'7m2・5.98X1024答案：2.5xlO224.18xi（y7【例3]（经典回放）假设火星和地球都是球体，火星的质量M火与地球的质量M地Z比为MlkR,f,」=p,火星的半径与R火与地球的半径R览之比为」=q,那么火星表面处的重力加速M地R地度g火和地球表面处的重力加速度g垃之比处等于（）g地A.B.pq2C.—D.pqqq解析：物体在火星和地球表面所受重力可以看作等于火星和地球对物体的万有引力.由mg=G兽得重力加速度R2g=缨，所以竺二％•车=斗

7、R2g地M地（/?火）2q2综上所述，选A.答案：A绿色通道（1）在不考虑天体自转的情况下，物体在天体表面所受万有引力跟其重力相等.（2）求比例关系时，可先写出一般表达式，找出相关量间的正比或反比关系等，如上式由歹奚得g-企然后再求比值，此比例解法使题目解起来更简捷.[=]RR变式训练3.已知地球的质量为M,地球的半径为R,试求海拔高度为H的高山顶峰的重力加速度g为多少?Mm解析：质量为m的物体在高山顶峰：F=G=mgr=R+H解得g=G(R+H『体验探究【问题】卡文迪许是怎样测定引力常量的？引力常量

8、的测出有什么重要的意义？导思:一般物体间的万有引力非常小，不能直接进行测量，只能釆用放大的思想将很小的万有引力转化为便于测量的其他物理量，进行间接测量.卡文迪许扭秤实际上是利用平面镜的反射光线，将比较小的转动角度转化为比较大的便于测量的光点移动距离，通过光点的移动距离对以比较精确地测量金属丝的扭转角度撚后根据力矩平衡，将转动角度转化为万有引力的大小，从而达到测量万有引力大小的目的.探究:牛顿虽然发现了万有引力定律，却没能给出引力常量.这是因为一般物体间的