《萬有引力定律》萬有引力與宇宙航行PPT優質課件
第一部分內容：核心素養目標
物理觀念
理解太陽與行星間引力的存在，掌握萬有引力定律的內容及其表達式。
科學思維
根據開普勒行星運動定律和牛頓第三定律推導出太陽與行星間的引力公式，通過月—地檢驗等將太陽與行星間的引力推廣為萬有引力定律，掌握萬有引力表達式的適用條件及應用。
科學態度與責任
嚴謹的科學態度，求真、求簡的科學精神與方法，探求宇宙真理的熱情。
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萬有引力定律PPT，第二部分內容：課前學習
知識點一 行星與太陽間的引力
[觀圖助學]
(1)為什么蘋果從樹上落向地面而不飛上天空？
(2)在我們周圍物體都要受到地球引力的作用，那么地球也受到太陽的引力作用嗎？為什么地球不會落到太陽的表面，而是環繞太陽轉動？
1.推導過程
如右圖所示，設行星的質量為m，速度為v，行星與太陽間的距離為r，則行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力為F＝__________①
天文觀測可以測得行星公轉的周期T，并據此可求出行星的速度v＝_________②聯立①②整理后得F＝___________③
2.表達式：F＝Gm太mr2
式中量G與太陽、行星都沒有關系。太陽與行星間引力的方向沿著二者的連線。
蘋果落向地面是地球對蘋果的引力造成的。
正是因為太陽的引力作用，行星才能環繞太陽轉動。
知識點二 月—地檢驗
[觀圖助學]
地球對衛星的引力與月球對“嫦娥二號”的引力性質是否相同？遵守的規律是否相同？
[思考判斷]
(1)月球繞地球做勻速圓周運動是因為月球受力平衡。( )
(2)月球做圓周運動的向心力是由地球對它的引力產生的。( )
(3)地球對月球的引力與地面上的物體所受的地球的引力是兩種不同性質的力。( )
知識點四 引力常量
1.引力常量的測定
英國物理學家卡文迪什在實驗室里通過扭秤裝置，比較準確地得出了G值，當時測得G＝6.745×10－11 N·m2/kg2。國際科技數據委員會2014年的推薦值G＝6.674 08(31)×10－11 N·m2/kg2，通常取G＝6.67×10－11 N·m2/kg2。
2.引力常量測定的意義
(1)卡文迪什利用扭秤裝置通過改變小球的質量和距離，證實了萬有引力的存在及萬有引力定律的正確性。
(2)引力常量的普適性成了萬有引力定律正確性的有力證據。
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萬有引力定律PPT，第三部分內容：核心探究
核心要點一 萬有引力定律的理解
[問題探究]
太陽與行星之間、地球與月球之間以及任何物體之間都存在萬有引力。
(1)公式F＝Gm1m2r2中r的含義是什么？
(2)任何兩個物體之間的萬有引力都能利用公式F＝Gm1m2r2計算出來嗎？
[探究歸納]
1.對萬有引力定律表達式F＝Gm1m2r2的說明
(1)引力常量G：G＝6.67×10－11 N·m2/kg2；其物理意義為：引力常量在數值上等于兩個質量都是1 kg的質點相距1 m時的相互吸引力。
(2)距離r：公式中的r是兩個質點間的距離，對于質量均勻分布的球體，就是兩球心間的距離。
2.F＝Gm1m2r2的適用條件
(1)萬有引力定律公式適用于計算質點間的相互作用，當兩個物體間的距離比物體本身的尺度大得多時，可用此公式近似計算兩物體間的萬有引力。
(2)質量分布均勻的球體間的相互作用，可用此公式計算，式中r是兩個球體球心間的距離。
(3)一個均勻球體與球外一個質點的萬有引力也可用此公式計算，式中的r是球體球心到質點的距離。
3.萬有引力的四個特性
[針對訓練1] (多選)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＝計算
C.由F＝知，兩物體間距離r減小時，它們之間的引力增大
D.引力常量G的測出，證明了萬有引力定律的正確性
核心要點二 萬有引力定律的簡單應用
1.任何兩個物體間都存在著萬有引力，但F＝Gm1m2r2有其適用范圍，在計算萬有引力的大小時注意判斷是否符合適用條件。
2.在應用萬有引力定律表達式F＝Gm1m2r2進行有關計算時，r是指兩質點(或兩球心，或質點與球心)之間的距離，而不是兩物體(球)之間的距離。
[試題案例]
[例2] (多選)(2019·河北武邑中學期中考試)在討論地球潮汐成因時，地球繞太陽運行的軌道與月球繞地球運行的軌道均可視為圓軌道。已知太陽質量約為月球質量的2.7×107倍，地球繞太陽運行的軌道半徑約為月球繞地球運行的軌道半徑的400倍。關于太陽和月球對地球上相同質量海水的引力，下列說法正確的是( )
A.太陽引力遠大于月球引力
B.太陽引力與月球引力相差不大
C.月球對不同區域海水的引力大小相等
D.月球對不同區域海水的引力大小有差異
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