高三物理第一輪復習 第五章 第一單元 第1課時 萬有引力定律課件 必修2

1、第一單元 萬有引力定律及其應用第1課時　萬有引力定律,必修2　 第五章　萬有引力定律及其應用,,基礎回顧,1．內容：宇宙間任何兩個有質量的物體都存在相互吸引力，其大小與兩物間的______成正比，與它們之間距離的______成反比．2．表達式：F＝________，式中G為萬有引力常量G＝6.67×10－11________，第一次在實驗室較準確測出G的是英國科學家________．3．適用條件：適用于相距很遠，可以

2、看作________的物體間的相互作用和質量分布均勻的球體(r為兩個球心間的距離)．,答案：1．質量的乘積　平方 2． 　 N·m2/kg2　卡文迪許 3．質點,要點深化,1．萬有引力具有五個性質(1)普遍性：任何有質量的物體之間都有這種引力，故稱之為“萬有引力”．(2)相互性：兩物體間的萬有引力是一對作用力與反作用力，它們的大小相等、方向相反，作用于同一直線上且分別作用在兩個

3、物體上．(3)獨立性：兩個質點之間的萬有引力，不因其它質點的存在而受到影響、就像其它質點不存在一樣．(4)統(tǒng)一性：在表達式中古各物理量均統(tǒng)一使用國際單位制單位時，萬有引力常量才可以取G＝6.67×10－11 N·m2/kg2.,(5)宏觀性：在通常情況下萬有引力非常小(比如兩塊磁鐵之間存在磁力，也存在萬有引力，但是萬有引力遠遠小于他們之間的磁力，萬有引力可不考慮)．只有在質量巨大的星體間或天體與天體附近的物體間，

4、它的存在才有實際的物理意義．故在分析地球表面的物體受力時，不考慮地面其他物體對其的萬有引力，只考慮地球對地面物體間的萬有引力．,2．萬有引力定律解釋了重力產生的原因(1)由于地球的自轉，嚴格地說，在地球表面的物體，重力一般不等于地球對物體的萬有引力(除兩極)．重力是地球對物體萬有引力的一個分力，萬有引力的另一個分力是提供物體隨地球一同繞地軸轉動所需要的向心力．但如果試題不特別強調要考慮自轉時，可以認為

5、 .,(2)計算距地面高度為h處的重力加速度．由于忽略地球自轉和將地球理想化為一球體(其他星球也一樣)，重力加速度只與高度和地球密度有關．重力加速度與高度h的關系為 ，由此看出：距地面越高，物體的重力加速度越?。?．地球中心處物體所受到的引力大小萬有引力定律適用于質點間引力大小的計算，如對均勻球體，可視為質量全部集中于球心處的質點．但這并不意味著處在地球中心處的物體由于與地心間距為零而導致

6、所受到的地球引力趨于無限大．事實上此時由于對稱性的原因，使地球各部分對球心處的物體的引力的矢量和為零．,,,對于萬有引力定律的數(shù)學表達式 ，下列說法正確的是(　　)A．公式中G為引力常量，是人為規(guī)定的B．當r趨近于零時，萬有引力趨于無窮大C．m1、m2受到的萬有引力總是大小相等，與它們的質量誰大誰小沒有關系D．m1、m2受到的萬有引力總是大小相等，方向相反，是一對平衡力,解析：萬有引力公

7、式中引力常量G不是人為規(guī)定的，而是實驗測定的，A錯；使用公式時，要注意它適用于相距很遠，可以看作質點的物體間的相互作用，當 r趨近于零時，物體就不能看作質點，故萬有引力不適應，B錯；兩個物體間的萬有引力是一對作用力與反作用力的關系，不是平衡力，它們的大小取決于m1與m2的乘積，而不取決于單個物體的質量大小，所以C對D錯．答案：C,題型訓練,1．關于萬有引力定律的表達式 ，下列說法正確的是(　　)A．

8、卡文迪許用實驗的方法發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B．兩個質量為1 kg的質點相距1 m時的萬有引力為6.67 NC．公式中的G為萬有引力常量，它是由實驗測得的，而不是人為規(guī)定的D．萬有引力常量G的單位N·m2/kg2,解析：萬有引力定律是牛頓總結前人的發(fā)現(xiàn)而提出的，由卡文迪許第一次通過實驗予以驗證并測算出萬有引力常量G.萬有引力常量在數(shù)值上等于兩個質量為1 kg的質點相距1 m時的萬有引力大小，其值為6.67×10－1

9、1 N，因而萬有引力常量G的單位N·m2/kg2.答案：CD,(1)設天體表面的重力加速度為g，天體的半徑為R，不計天體本身自轉的影響， (2)若物體距星球表面高度為h，則 ，即該處的重力加速度 ，可以這樣理解：g′和星球質量成正比，和該處到球心距離的平方成反比．,,中國第三代海事衛(wèi)星采用4顆同步衛(wèi)星與12顆中軌道衛(wèi)星構成．中軌道衛(wèi)星高

10、度約為地球半徑的2倍，地球表面處的重力加速度為g，則中軌道衛(wèi)星處的重力加速度約為(　　)A.　 　B.　　 C．4g　　D．9g,解析：根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律：在地球表面的物體：在離地面高為h＝2R的位置的中軌道衛(wèi)星G＝mg′，答案：B,題型訓練,2．某宇航員在飛船發(fā)射前測得自身連同宇航服等裝備共重G＝800 N，在火箭發(fā)射階段，發(fā)現(xiàn)當飛船隨火箭以a＝5 m/s2的加速度勻加速豎直上升到某位置時，其身下體重測

11、試儀的示數(shù)為F＝1000 N．設地球半徑R＝6400 km，地球表面重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)該位置處的重力加速度g′；(2)該位置距地球表面的高度h.,解析：(1)在飛船發(fā)射前，由G＝mg，得宇航員的質量：m＝80 kg 在h高度處，由牛頓第二定律有：F－mg′＝ma代入數(shù)據(jù)解得： g′＝7.5 m/s2.(2)根據(jù)萬有引力公式，在地面處有：在h高度處有：二式聯(lián)立解得：h≈0.15R＝960 km

12、.答案：(1)7.5 m/s2　(2)960 km,根據(jù)天體表面上物體的重力近似等于物體所受的萬有引力，由天體表面上的重力加速度和天體的半徑求天體的質量，即 (式中M、g、R分別表示天體的質量、天體表面的重力加速度和天體的半徑)．若天體的半徑為R，其體積 ，則天體的密度；,,隨著太空技術的飛速發(fā)展，地球上的人們登

13、陸其它星球成為可能．假設未來的某一天，宇航員登上某一星球后，測得該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而該星球的平均密度與地球的差不多，則該星球質量大約是地球質量的(　　)A．0.5倍 B．2倍 C．4倍 D．8倍,解析：根據(jù)重力加速度求天體質量，即 ，若天體的半徑為R，其體積

14、 ，則天體的密度 由此可知：ρ一定時，g∝R，可得選項D正確．答案：D,題型訓練,3．一位勤于思考的同學，為探月宇航員設計了如下實驗：在距月球表面高h處以初速度v0水平拋出一個物體，然后測量該平拋物體的水平位移為x.通過查閱資料知道月球的半徑為R，引力常量為G，若物體只受月球引力的作用，試計算月球表面的重力加速度和月球的質量．,解析： (1)物體在月球表面做平拋

15、運動，水平方向上：x＝v0t豎直方向上：解得：月球表面的重力加速度：設月球的質量為M，對月球表面質量為m的物體，有解得：答案：月球表面的重力加速度質量為,,,,一衛(wèi)星繞某行星做勻速圓周運動，已知行星表面的重力加速度為g行，行星的質量M與衛(wèi)星的質量m之比M/m＝81，行星的半徑R行與衛(wèi)星的半徑R衛(wèi)之比R行/R衛(wèi)＝3.6，行星與衛(wèi)星之間的距離r與行星的半徑R行之比r/R行＝60.求衛(wèi)星表面的重力加速度為行星表面的重力加速

16、度之比g衛(wèi)∶ g行．,錯解：對衛(wèi)星表面上的物體m′，有：GMm′/r2＝m′g衛(wèi)①該物體在行星表面上時，有：GMm′/R＝m′g行②①②聯(lián)立解得：g衛(wèi)∶g行＝(R行/r)2＝1/3600.分析糾錯：上述解答是錯誤的．①式中的g衛(wèi)并不是衛(wèi)星表面的重力加速度，而是衛(wèi)星繞行星做勻速圓周運動的向心加速度．正解的解法是：對衛(wèi)星表面上的物體m′，有：該物體在行星表面上時，有：GMm′/R＝m′g行②①②聯(lián)立解得答案：,祝,您,