第六章 3.万有引力定律.ppt

广东教育出版社（全国优秀出版社,全国百佳图书出版单位）,物理,必修,2,配,人教版,经 授权使用,金牌学案,立坤图书,制作,物理,必修,2,配,人教版,3,万有引力定律,一、月,地检验,1,检验过程,(1),假定维持月球绕地球公转运动的力与使得苹果下落的,力真的是同一种力，同样遵从“平方反比”定律，那么，由于,月球轨道半径约为地球半径的,60,倍，所以月球轨道上一个物体,受到地球的引力是其在地球上所受的,_,倍,1,60,2,(2),根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动的加速度,(,月,球,_,的向心加速度,),应该大约是它在地面附近下落时的加,速度,(,自由落体加速度,),的,_,倍,公转,1,60,2,6.6710,11,2,检验结果,遵从相同的规律,根据牛顿时代测出的月球公转周期和轨道半径算出月球运,动的向心力加速度，结果表示：地面物体所受地球的引力、月,球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力,_,二、万有引力定律,乘积,二次方,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,m,1,和,m,2,的,_,成正比，与它们之间距离,r,的,_,成反比,2,公式：,_.,3,引力常量,(,G,),(1),由英国科学家,_,首次测出,(2),通常取,G,_Nm,2,/kg,2,.,卡文迪许,要点,1,万有引力定律的理解,万有引力定律存在以下四个性质：,(1),普遍性：引力存在于宇宙中任何有质量的物体之间，是,自然界中一种基本相互作用的规律,(2),相互性：两个物体间的引力是一对作用力与反作用力,(3),宏观性：微观粒子质量很小，相互之间的引力也很小，,可忽,略不计；一般的两个物体间的引力很小,(,例如人与人之间,),，,也可忽略不计；只有在天体与天体之间、天体与一般物体之间,的引力很大或较大时，引力才有宏观上的意义,(4),特殊性：两物体间的万有引力只与它们的质量、距离有,关，而与其所在的空间性质无关，与周围有无其他物体无关,r,【,例,1,】,(,双选,),对于质量分别,为,m,1,和,m,2,的两个物体间的万,有引力的表达式,F,G,m,1,m,2,2,，下列说法中正确的是,(,),A,公式中,G,是引力常量，它是由实验得出的，而不是人,为规定的,B,当两物体间的距离,r,趋于零时，万有引力趋于无穷大,C,m,1,和,m,2,所受引力大小总是相等的,D,两个物体间的引力总是大小相等,、方向相反的，是一,对平衡力,解析：,引力常量,G,的值是英国物理学,家卡文迪许运用构思,巧妙的,“,精密扭秤,”,实验测定出来的，所以选项,A,正确；两个,物体之间的万有引力是一对作用力与反作用力，它们总是大小,相等、方,向相反、分别作用在两个物体上，所以选项,C,正确，,D,错误当,r,趋于零时，这两个物体不能看成质点，万有引力,公式不再适用，,B,项错,答案：,AC,1,(,双选,，,201,1,年金山中学期,中,),宇宙中两个星球可以组成,双星，它们只,在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点,做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的,距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法,正确的是,(,),CD,A,双星相互间的万有引力增大,B,双星做圆周运动的角速度增大,C,双星做圆周运动的周期增大,D,双星做圆周运动的半径增大,时，当,r,0,r,要点,2,万有引力定律的应用,(1),质点间的相互作用；,(2),质量分布均匀的球体，,r,为球心间距离；,(3),对于不能看做质点、外形不,规则物体，可采用先分割，,再合成的方法求解,2,特别说明：在应用万有引力公式,F,Gm,1,m,2,2,时，,F,这一结论是违背公式的适用条件的，因当,r,0,时两,物体不能再视为质点而公式失效！,的适用条件,r,1,公式,F,G,m,1,m,2,2,【,例,2,】,地球质量,大约是月球质量的,81,倍，一飞行器在,地球和月球之间，当地,球对它的引力和月球对它的引力相等时，,这飞行器距地心距离与距月心距离之比为,(,),A,11,B,31,C,61,D,91,解析：,设月球中心离飞行器的距离为,r,1,，月球的质量为,m,1,；,地球中心离飞行器的距离为,r,2,，地球的质量为,m,2,.,飞行器的质量,答案：,D,2,两个大小相同的实心均匀小铁球，紧靠在一起时，它们,之间的万有引力为,F,；若两个半径是小铁球,2,倍的实心均匀大,),D,铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为,(,A,2,F,B,4,F,C,8,F,D,16,F,要点,3,非对称物体间引力的求解,当物体间的作用力不符合万有引力的适用条件时，可以把,物体分成若干部分，求出每部分之间的万有引力，然后求它们,的合力这种方法是“分割求和”的思想方法，但此处的“和”,是矢量和这类题目一般采用“填补法”进行等效计算,在球的右侧挖去一个半径为,的小球，将该小球置于,OO,连线,【,例,3】,质量为,M,的均匀实心球体半径为,R,，球心为,O,点，,R,2,上距,O,为,L,的,P,点，,O,为挖去小球后空腔部分的中心，,如图,6,3,1,所示，则大球剩余部分对,P,点小球的引力为多大？,图,6,3,1,3,一个质量均匀分布的球体，半径为,2,r,，在其内部挖去一,个半径为,r,的球形空穴，使其表面与球面相切，如图,6,3,2,所示已知挖去小球的质量为,m,，在球心和空穴中心连线上，,距球心,d,6,r,处有一质量,为,m,2,的质点，求剩余部分对,m,2,的万,有引力,图,6,3,2,万有引力和重力的区别,1,地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因，但重力,又不完全等于引力这是因为地球在不停地自转，地球上的一,切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向,心力这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小是,F,向,m,2,r,(,r,是物体与地轴的距离，,是,地球自转的角速度,),这个向心力是地,球对物体的引力,F,的一个分力，如图,6,3,3,，引力,F,的另一个分力才是,物体的重力,mg,.,图,6,3,3,.,地球表面的重力加速度为,g,，其中,M,和,2,重力和万有引力无论在大小还是在方向上都略有差别，,但这种差别很小所以一般情况下，可不考虑地球自转的影响，,认为物体在地球表面所受重力的大小等于地球对它的万有引,力，即,mg,G,Mm GM,R,2,R,2,R,分别是地球的质量和半径,4,(2011,年金,山中学期中,),关于重力和万有引力,的关系，下,列说法错误的是,(,),A,A,地面附近物体所受到的重力就是万有引力,B,重力是由于地面附近的物体受到地球吸引而产生的,C,在不太精确的计算中，可以认为重力等于万有引力,D,严格来说重力并不等于万有引力，除两极处物体的重,力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力,