《萬有引力定律》萬有引力與宇宙航行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,行星運動需要的力是哪個天體對它產生的力?
提示:太陽
1.太陽對行星的引力大小:太陽對行星的引力F與行星的質量m成正比,與行星與太陽的距離的二次方(r2)成反比,即F∝____。
2.行星與太陽的引力:
(1)大小:行星與太陽的引力與太陽的質量m太成正比,即F∝ ,寫成等式就是F=________。
(2)方向:_____________。
(3)比例系數G:
關于G的數值解釋符合科學實際的有_______。
①與太陽的質量無關。
②與太陽的質量有關。
③與行星的質量無關。
④與行星的質量有關。
⑤與太陽到行星的距離無關。
⑥與太陽到行星的距離有關。
二、月—地檢驗
【思考】 拉住月球使它圍繞地球運動的力,與拉著蘋果下落的力以及太陽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的力與使得蘋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時的加速度:a=______。
(2)月球圍繞地球做勻速圓周運動的加速度: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,太陽與行星的引力,遵從相同的規律。
三、萬有引力定律
【思考】 既然太陽與行星之間、地球與月球之間,以及地球與地面物體之間具有“與兩個物體質量成正比,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:自然界中任何兩個物體都_________,引力的方向在_____________,引力的大小與物體的質量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= ____________________。
... ... ...
萬有引力定律PPT，第二部分內容：關鍵能力·素養形成
一 萬有引力定律
1.萬有引力定律的特性:
(1)普遍性:萬有引力存在于宇宙中任何有質量的物體之間(天體間、地面物體間、微觀粒子間)。
(2)相互性:兩個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)宏觀性:天體間萬有引力較大,它是支配天體運動的原因。地面物體間、微觀粒子間的萬有引力微小 ,不足以影響物體的運動,故常忽略不計。
(4)特殊性:兩個物體間的萬有引力只與它們本身的質量有關,與它們之間的距離有關,與所在空間的性質無關。
2.萬有引力定律的適用條件:
(1)萬有引力定律公式適用于質點之間的引力大小的計算。
(2)對于實際物體間的相互作用,當兩個物體間的距離遠遠大于物體本身的大小(物體可視為質點)時也適用。
(3)兩個質量分布均勻的球體間的引力大小可用萬有引力定律公式求解,公式中的r為兩球心之間的距離。
(4)一個質量分布均勻的球體與球外一質點之間的引力大小也可用萬有引力定律公式求解,公式中的r為質點到球心之間的距離。
【典例示范】
要使兩物體間的萬有引力減小到原來的 ,下列辦法不可采用的是( )
A.使兩物體的質量各減少一半,距離不變
B.使兩物體間的距離和兩物體的質量都減為原來的
C.使兩物體間的距離增為原來的2倍,質量不變
D.使其中一個物體的質量減小到原來的 ,距離不變
【素養訓練】
1.(多選)對于質量為m1和質量為m2的兩個物體間的萬有引力的表達式F=G ,下列說法正確的是( )
A.公式中的G是引力常量,它是由實驗得出的,而不是人為規定的
B.當兩個物體間的距離r趨于零時,萬有引力趨于無窮大
C.m1和m2所受引力大小總是相等的
D.兩個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是由英國物理學家卡文迪許運用構思巧妙的“精密”扭秤實驗第一次測定出來的,所以選項A正確;兩個物體之間的萬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,分別作用在兩個物體上,所以選項C正確,D錯誤;公式F=G 適用于兩質點間的相互作用,當兩物體相距很近時,兩物體不能看成質點,所以選項B錯誤。
2.兩個質量均勻的球體相距為r,它們之間的萬有引力為1×10-8 N,若它們的質量、距離都增加為原來的2倍,則它們之間的萬有引力為( )
A.1×10-8 NB.2×10-8 N
C.4×10-8 ND.8×10-8 N
【解析】選A。根據萬有引力定律F=G ,若它們的質量、距離都增加為原來的2倍,則萬有引力不變,仍為1×10-8 N,故選項A正確。
【典例示范1】 如圖所示,P、Q為質量相同的兩質點,分別置于地球表面的不同緯度上,如果把地球看成一個均勻球體,P、Q兩質點隨地球自轉做勻速圓周運動,則下列說法正確的是 ( )
A.P、Q做圓周運動的向心力大小相等
B.P、Q所受地球引力大小相等
C.P、Q做圓周運動的線速度大小相等
D.P所受地球引力大于Q所受地球引力
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