《萬有引力定律》萬有引力與宇宙航行PPT優秀課件
第一部分內容：學習目標
1.知道太陽對行星的引力提供了行星做圓周運動的向心力，能利用開普勒第三定律、牛頓運動定律推導出太陽與行星之間引力的表達式.
2.了解月—地檢驗的內容和作用.
3.理解萬有引力定律內容、含義及適用條件.
4.認識引力常量測定的重要意義，能應用萬有引力定律解決實際問題.
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萬有引力定律PPT，第二部分內容：01梳理教材 夯實基礎
一、行星與太陽間的引力
行星繞太陽的運動可看作勻速圓周運動.設行星的質量為m，速度為v，行星到太陽的距離為r.
天文觀測測得行星公轉周期為T，則
二、月—地檢驗
1.猜想：地球與月球之間的引力F＝Gm月m地r2，根據牛頓第二定律a月＝Fm月＝_____ .
地面上蘋果自由下落的加速度a蘋＝F′m蘋＝_____ .
由于r＝60R，所以a月a蘋＝_____ .
2.驗證：(1)蘋果自由落體加速度a蘋＝g＝9.8 m/s2.
(2)月球中心距地球中心的距離r＝3.8×108 m.
月球公轉周期T＝27.3 d≈2.36×106 s
三、萬有引力定律
1.內容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的方向在它們的_______，引力的大小與物體的_____________________成正比，與它們之間______________ 成反比.
2.表達式：______________，其中G叫作引力常量.
四、引力常量
牛頓得出了萬有引力與物體質量及它們之間距離的關系，但沒有測出引力常量G.
英國物理學家___________通過實驗推算出引力常量G的值.通常情況下取G＝_______ ______N·m2/kg2.
即學即用
1.判斷下列說法的正誤.
(1)萬有引力不僅存在于天體之間，也存在于普通物體之間.( )
(2)牛頓發現了萬有引力定律，并測出了引力常量.( )
(3)質量一定的兩個物體，若距離無限小，它們間的萬有引力趨于無限大.( )
(4)把物體放在地球中心處，物體受到的引力無窮大.( )
(5)由于太陽質量大，太陽對行星的引力大于行星對太陽的引力.( )
2.兩個質量都是1 kg的物體(可看成質點)，相距1 m時，兩物體間的萬有引力F＝___________ N，其中一個物體的重力F′＝____ N，萬有引力F與重力F′的比值為___________.(已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，取重力加速度g＝10 m/s2)
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萬有引力定律PPT，第三部分內容：02探究重點 提升素養
一、對太陽與行星間引力的理解
導學探究
1.是什么原因使行星繞太陽運動？
答案 太陽對行星的引力使行星繞太陽運動.
2.在推導太陽與行星間的引力時，我們對行星的運動怎么簡化處理的？用了哪些知識？
答案 將行星繞太陽的橢圓運動看成勻速圓周運動.在推導過程中，用到了向心力公式、開普勒第三定律及牛頓運動定律.
例1 (多選)根據開普勒行星運動定律和圓周運動的知識知：太陽對行星的引力F∝mr2，行星對太陽的引力F′∝Mr2，其中M、m、r分別為太陽質量、行星質量和太陽與行星間的距離，下列說法正確的是
A.由F′∝Mr2和F∝mr2，得F∶F′＝m∶M
B.F和F′大小相等，是作用力與反作用力
C.F和F′大小相等，是同一個力
D.太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力
二、萬有引力定律
導學探究
(1)通過月—地檢驗結果表明，地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從相同的規律.一切物體都存在這樣的引力，如圖1，那么，為什么通常兩個人(假設兩人可看成質點，質量均為100 kg，相距1 m)間的萬有引力我們卻感受不到？
(2)地球對人的萬有引力與人對地球的萬有引力大小相等嗎？
答案 相等.它們是一對相互作用力.
知識深化
1.萬有引力定律表達式：F＝G m1m2r2，G＝6.67×10－11 N·m2/kg2.
2.萬有引力定律公式適用的條件
(1)兩個質點間的相互作用.
(2)一個均勻球體與球外一個質點間的相互作用，r為球心到質點的距離.
(3)兩個質量均勻的球體間的相互作用，r為兩球心間的距離.
例2 關于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是
A.不能看作質點的兩物體間不存在相互作用的引力
B.只有能看作質點的兩物體間的引力才能用F＝Gm1m2r2計算
C.由F＝Gm1m2r2知，兩物體間距離r減小時(沒有無限靠近)，它們之間的引力增大
D.引力常量的大小是牛頓首先測出來的，且約等于6.67×10－11 N·m2/kg2
三、重力和萬有引力的關系
1.物體在地球表面上所受引力與重力的關系：
除兩極以外，地面上其他點的物體，都圍繞地軸做圓周運動，這就需要一個垂直于地軸的向心力.地球對物體引力的一個分力F′提供向心力，另一個分力為重力G，如圖4所示.
(1)當物體在兩極時：G＝F引，重力達到最大值Gmax＝GMmR2.
(2)當物體在赤道上時：
F′＝mω2R最大，此時重力最小
(3)從赤道到兩極：隨著緯度增加，向心力F′＝mω2R′減小，F′與F引夾角增大，所以重力G在增大，重力加速度增大.
因為F′、F引、G不在一條直線上，重力G與萬有引力F引方向有偏差，重力大小
mg<G .
2.重力與高度的關系
若距離地面的高度為h，則mg′＝GMmR＋h2(R為地球半徑，g′為離地面h高度處的重力加速度).在同一緯度，距地面越高，重力加速度越小.
3.特別說明
(1)重力是物體由于地球吸引產生的，但重力并不是地球對物體的引力.
(2)在忽略地球自轉的情況下，認為mg＝G_____.
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萬有引力定律PPT，第四部分內容：03隨堂演練 逐點落實
1.(對萬有引力定律的理解)(2019·武威第十八中學高一期末)對于萬有引力定律的表達式F＝G_____，下列說法正確的是
A.公式中G為引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規定的
B.當r趨近于零時，萬有引力趨于無窮大
C.對于m1與m2間的萬有引力，質量大的受到的引力大
D.m1與m2受到的引力是一對平衡力
2.(月—地檢驗)(2018·北京卷)若想檢驗“使月球繞地球運動的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的情況下，需要驗證
A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的1/602
B.月球公轉的加速度約為蘋果落向地面加速度的1/602
C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的1/6
D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的1/60
3.(萬有引力定律的簡單應用)兩個完全相同的實心均質小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F.若將兩個用同種材料制成的半徑是小鐵球2倍的實心大鐵球緊靠在一起，則兩個大鐵球之間的萬有引力為
A.2F B.4F
C.8F D.16F
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