2018-2019学年高中物理 第六章 万有引力与航天 2 太阳与行星间的引力 3 万有引力定律学案 新人教版必修2

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1、2　太阳与行星间的引力3　万有引力定律[学习目标]　1.知道太阳与行星间存在引力.2.能利用开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式.3.理解万有引力定律内容、含义及适用条件.4.认识万有引力定律的普遍性，能应用万有引力定律解决实际问题.一、太阳与行星间的引力1.太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比，即F∝.2.行星对太阳的引力：太阳与行星的地位相同，因此行星对太阳的引力和太阳对行星的引力规律相同，即F′∝.3.太阳与行星间的引力：根据牛顿第

2、三定律F＝F′，所以有F∝，写成等式就是F＝G.二、月—地检验1.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，同样遵从“平方反比”的规律.2.推理：根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度大约是它在地面附近下落时的加速度的.3.结论：地面物体所受的地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同(填“相同”或“不同”)的规律.三、万有引力定律1.内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成

3、反比.2.表达式：F＝G.3.引力常量G：由英国物理学家卡文迪许测量得出，常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2.1.判断下列说法的正误.(1)万有引力不仅存在于天体之间，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

4、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【考点】万有引力大小的分析与计算【题点】质点间引力的计算一、对太阳与行星间引力的理解1.两个理想化模型(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

5、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、月—地检验月—地检验的推理与验证(1)月—地检验的目的：检验维持月

6、球绕地球运动的力与使物体下落的力是否为同一种性质的力，是否都遵从“平方反比”的规律.(2)推理：月心到地心的距离约为地球半径的60倍，如果月球绕地球运动的力与地面上使物体下落的力是同一性质的力，则月球绕地球做圆周运动的向心加速度应该大约是它在地面附近下落时加速度的.(3)验证：根据已知的月地距离r，月球绕地球运动的周期T，由a月＝r，计算出的月球绕地球的向心加速度a月，近似等于，则证明了地球表面的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力.例2　“月－地检验”的结果说明(　　)A.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的

7、引力是同一种性质的力B.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种性质的力C.地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即G＝mgD.月球所受地球的引力只与月球质量有关答案　A解析　地面上的物体所受地球的引力和月球所受地球的引力是同一种性质的力.三、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

8、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摩擦力，通常感受不到，但天体质量很大，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