6.3万有引力定律学案.doc

(完整版)6.3万有引力定律学案
编写人：于雯雯

核对人:金华

审核人：胡志祥
高 一 年 级
物理学案
WU LI XUE AN

6。3万有引力定律
【学习目标】
1. 了解月地检验，体会猜想的意义.
2. 理解万有引力定律的内容，了解它的适用条件。
3. 知道引力常量的数值及其测量的过程。
【内容概要】
月—地检验
（1)猜想：维持月球绕地球运动的力与使物体下落的力是同一种力，遵从 规律．
（2）推理：物体在月球轨道上运动时的加速度大约是它在地面附近下落时的加速度)的
（3）根据月球绕地球运转周期T及半径r，月球做圆周运动的向心加速度可由a＝ 算出．
（4）结论：
万有引力定律
1、万有引力定律内容：自然界中任何两个物体都 ，引力的方向在 ，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成 ，跟它们的距离的二次方成 .
2、 万有引力定律公式:
3、 引力常量G= （测定： 国物理学家 在实验室比较精确的测出。)
4、万有引力定律的适用条件
(1)万有引力定律适用于任意两个物体引力大小的计算。
(2）以下情况可以直接使用公式 .
①求两个质点间的万有引力：当两个物体间距离 物体本身尺度时，物体可以看做 ，r表示两质点间距离。
②求两个均匀球体间的万有引力，r表示 距离
探究一、理解公式
由公式可知，当两物体距离趋向于0时,两物体之间的引力趋于无穷大。这种观点对吗？

探究二、万有引力和重力的关系
1、假设地球是一个半径为R的密度均匀的球体，其质量为M。地面上纬度为q 处有一个质量为m的物体，它受到地球的引力大小为: .方向： 。
2、考虑地球自转
①、地面上的物体就随着地球的自转而做匀速圆周运动，地球半径为R，角速度为w 物体所需的向心力F2= 方向： .
②、因此，可以把引力F分解成两个分力：垂直指向地轴的向心力F2和使物体压紧(向)地面的力F1-此分力就是我们熟悉的重力G，显然重力方向 （“指向”或“不指向”)地球球心。
3、向心力、重力随纬度的变化
从赤道到两极，纬度升高q 变大，向心力根据平行四边形定则可知重力 。（填“增大”或“减小”）
两极上：q=π/2，向心力F2为零，重力G= F1=，取 值。(“最大”或“最小"）
赤道上：q=0，向心力F2最大，F2= mRω2，重力G= F1=,取 值。（“最大”或“最小”)显然，只有 时，重力的方向才与万有引力方向重合，同指向地心。
4、不考虑地球自转： 即向心力为0
地面上物体万有引力为F=_____________ ，重力G= 由F=G
整理得:_______________（黄金代换式)
5、在离地面高度h处：万有引力F=______________
此处重力:G=___________忽略向心力则满足F=G,
解得：g=____________________
可以得出结论:高度越高，重力加速度g值越_________

【典题分析】
例1、氢原子有一个质子和围绕质子运动的电子组成，已知质子的质量为1.67×10-27kg，电子的质量为9.1×10-31kg，如果质子与电子的距离为1。0×10-10m，求它们之间的万有引力。

例2、地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力的大小为F,则月球吸引地球的力的大小为（ ）
A、 F/81 B、 F C、 9F D、 81F
例3、（多选）要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4,下列办法可采用的是（ ）
A、使两物体的质量各减小一半，距离不变
B、使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变
C、使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变
D、使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4
例4、设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R（R是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g,则g/g0为（　 ）
　　A．1 B．1/9 C．1/4 D．1/16
例5、如图所示,一个质量为M的匀质实心球，半径为R,如果从球上挖上一个半径为r（R=2r）的球，放在相距d的地方．求两球之间的引力为多大?

【达标检测】
1．(多选） 关于引力常量G,下列说法中正确的是 ( 　　）
A．G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值
B．引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比
C．引力常量G在数值上等于两个质量都是1 kg的可视为质点的物体相距1 m时的相互吸引力
D．引力常量G是不变的,其值大小与单位制的选择无关
2．（多选）关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是 （ 　)
A．不能看做质点的物体间不存在相互作用的引力
B．只有能看做质点的两物体间的引力才能用F＝G计算
C．由F＝G知,两物体间距离r减小时,它们之间的引力增大
D．万有引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，且等于6。67×10－11 N·m2/kg2
3、物体在月球表面的重力加速度是在地球表面的重力加速度的1/6，这说明了（　 ）
A．地球的半径是月球半径的6倍　　
B．地球的质量是月球质量的6倍
C．月球吸引地球的力是地球吸引月球的力的1/6
D．物体在月球表面的重力是其在地球表面的重力的1/6
4．一个半径是地球3倍、质量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地面重力加速度的 （ ）
A 4倍 B 6倍 C 13。5倍 D 18倍
5．已知地球半径为R,将一物体从地面移到离地面高h处时，物体所受万有引力减少到原来的一半，则h为 （ )
A．R B．2R C．R D．（—1）R
6、假设火星和地球都是球体，火星质量M火和地球质量M地之比为M火/M地＝p，火星半径R火和地球半径R地之比为R火/R地＝q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力加速度g地之比g火/g地等于（　）
　　A．p/q2 B．pq2　　 C．p/q D．pq 
7、太阳表面半径为R’,平均密度为ρ ′，地球表面半径和平均密度分别为R和ρ ，地球表面附近的重力加速度为g0 ,则太阳表面附近的重力加速度g′？

8、如图所示，在距一质量为M、半径为R、密度均匀的球体R处有一质量为m的质点，此时球体对质点的万有引力为F1.当从球体中挖去一半径为的球体时，剩下部分对质点的万有引力为F2，求F1：F2。