1、第七章 万有引力与宇宙航行 2 万有引力定律 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 学习目标学习目标 学法指导学法指导 1.知道万有引力定律知道万有引力定律 的内容、公式和适的内容、公式和适 用条件用条件 2知道引力常量的知道引力常量的 数值、单位数值、单位 3会应用万有引力会应用万有引力 定律计算物体间的定律计算物体间的 引力引力 4知道万有引力常知道万有引力常 量的测定方法及相量的测定方法及相 关科学家关科学家 1.利用开普勒定律和向心力公式推导
2、太阳对行星的利用开普勒定律和向心力公式推导太阳对行星的 引力引力 2根据太阳与行星根据太阳与行星“地位相同地位相同”和牛顿第三定律和牛顿第三定律 推导行星对太阳的引力，进而总结它们间的引力推导行星对太阳的引力，进而总结它们间的引力 3通过通过“月月地检验地检验”验证引力的验证引力的“平方反比平方反比” 规律，体会万有引力定律的重要意义规律，体会万有引力定律的重要意义 4通过物体间引力的计算，掌握万有引力定律的通过物体间引力的计算，掌握万有引力定律的 应用应用 5学习引力常量的测量，体会卡文迪许实验方案学习引力常量的测量，体会卡文迪许实验方案 设计的巧妙之处，认识科学实验在科学历史发展上设计的巧
3、妙之处，认识科学实验在科学历史发展上 的重要作用的重要作用 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 知识导图知识导图 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 预习导学 | 新知领悟 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升
4、练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 1行星运动行星运动 行星绕太阳的运动可以看作行星绕太阳的运动可以看作_，向心力为向心力为F _. 行星与太阳间的引力行星与太阳间的引力 匀速圆周运动匀速圆周运动 mv 2 r 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 2公式推导公式推导 测得行星公转周期测得行星公转周期T，则则 v2r T ， F4 2mr T2 ， r3 T2 k F42km r2 F_ Gm 太太m r2 3月月地检验地检验 (1
5、)地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是_. (2)地面物体所受地球的引力与太阳和行星间的引力也是地面物体所受地球的引力与太阳和行星间的引力也是_. 同一种力同一种力 同一种力同一种力 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 判断对错判断对错 (1)牛顿认为以任何方式改变速度都需要力牛顿认为以任何方式改变速度都需要力 ( ) (2)太阳对地球的引力不断改变地球的运动方向太阳对地球的引力不断改变地球的运动
6、方向，使得地球绕太阳运使得地球绕太阳运 行行 ( ) (3)两物体间万有引力的方向在它们的连线上两物体间万有引力的方向在它们的连线上 ( ) (4)两物体间的万有引力不符合牛顿第三定律两物体间的万有引力不符合牛顿第三定律 ( ) 【答案答案】(1) (2) (3) (4) 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 1.含义含义 自然界中自然界中_都相互吸引都相互吸引，_， 引力的大小与物体的质量引力的大小与物体的质量m1和和m2的的_成正比成正比，与它们
7、之间距离与它们之间距离 r的的_成反比成反比 2公式公式 F_. 3引力常量引力常量G 1789年年，英国物理学家英国物理学家_在实验室利用扭秤装置较准确地在实验室利用扭秤装置较准确地 得出了得出了G的数值的数值G_. 万有引力定律万有引力定律 任何两个物体任何两个物体 引力的方向在它们的连线上引力的方向在它们的连线上 乘积乘积 二次方二次方 卡文迪许卡文迪许 6.6710 11N m2/kg2 Gm1m2 r2 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟
8、 关于万有引力定律及公式关于万有引力定律及公式 FGm1m2 r2 ，下列说法正确的，下列说法正确的 是是 ( ) A公式公式 FGm1m2 r2 只适用于计算天体与天体之间的万有引力只适用于计算天体与天体之间的万有引力 B当两物体的距离很近时，两物体间已不存在万有引力，故不能当两物体的距离很近时，两物体间已不存在万有引力，故不能 用公式用公式 FGm1m2 r2 来计算来计算 C地球表面的物体受到地球的万有引力可用公式地球表面的物体受到地球的万有引力可用公式 FGm1m2 r2 计算计算 D教室内，同学与课桌之间也有万有引力，并能直接运用公式教室内，同学与课桌之间也有万有引力，并能直接运用公
9、式 F Gm1m2 r2 计算计算 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【答案答案】C 【解析】【解析】由公式由公式 FGm1m2 r2 的适用范围可知，的适用范围可知，A 错误，错误，C 正确；自正确；自 然界中任何物体间都存在万有引力，是无条件的，故然界中任何物体间都存在万有引力，是无条件的，故 B 错误；由于错误；由于“同同 学学”和和“课桌课桌”不能视为质点，不能视为质点，故故 D 错误错误. 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修
10、 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 多维课堂 | 素养初培 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 万有引力定律的适用条件万有引力定律的适用条件 根据万有引力定律根据万有引力定律 FGm1m2 r2 ，教室内两个相距很近的同学之间的，教室内两个相距很近的同学之间的 万有引力会很大万有引力会很大 问题问题 为什么两个同学感觉不到引力的存在？为什么两个同学
11、感觉不到引力的存在？ 【答案】【答案】两个同学相距很近时，不能看作质点，不能直接用公式两个同学相距很近时，不能看作质点，不能直接用公式 F Gm1m2 r2 计算同学间的万有引力计算同学间的万有引力 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 探究总结探究总结 1万有引力定律适用于两个质点间的相互作用万有引力定律适用于两个质点间的相互作用 2两个质量分布均匀的球体两个质量分布均匀的球体，距离距离r为两球体球心间的距离为两球体球心间的距离 3一个均匀球体与球
12、外一个质点间的相互作用适用于该定律一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用适用于该定律，其其 中中r为球心到质点间的距离为球心到质点间的距离 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 精练精练 1 (多选多选)对于质量分别为对于质量分别为 m1和和 m2的两个物体间的万有引力的两个物体间的万有引力 的表达式的表达式 FGm1m2 r2 ，下列说法正确的是，下列说法正确的是 ( ) A公式中公式中 G 是引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的是引力常量
13、，它是由实验得出的，而不是人为规定的 B当两个物体间的距离当两个物体间的距离 r 趋于零时，万有引力趋于无穷大趋于零时，万有引力趋于无穷大 Cm1和和 m2所受引力大小总是相等的所受引力大小总是相等的 D两个物两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【答案答案】AC 【解析解析】引力常数引力常数G是英国物理学家卡文迪许用扭秤实验测定的是英国物理学家卡文迪
14、许用扭秤实验测定的， 故故A正确；若两个物体间的距离正确；若两个物体间的距离r趋于零趋于零，两个物体不能被看成质点两个物体不能被看成质点，其其 万有引力不能由公式求解万有引力不能由公式求解，故故B错误；两个物体间的万有引力是一对作错误；两个物体间的万有引力是一对作 用力与反作用力用力与反作用力，它们总是大小相等它们总是大小相等，方向相反方向相反，作用在两个物体上作用在两个物体上， 故故C正确正确，D错误错误 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 变式
15、变式1 已知地球半径为已知地球半径为R，将一物体从地面发射至离地面高将一物体从地面发射至离地面高h处时处时， 物体所受万有引力减小到原来的一半物体所受万有引力减小到原来的一半，则则h为为 ( ) 【答案答案】D AR B2R C. 2R D( 21)R 【解析】【解析】物体在地球表面，根据万有引力，有物体在地球表面，根据万有引力，有 FGMm R2 ，距地面，距地面 h 处处 F 2 GMm Rh 2 ，解得 ，解得 h( 21)R，故，故 D 正确正确. 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多
16、维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 (1)r 趋于零时，物体不能被看作质点，公式趋于零时，物体不能被看作质点，公式 FGm1m2 r2 不再适用，不再适用， 万有引力更不会是无穷大万有引力更不会是无穷大 (2)万有引力是两个物体间的相互作用力，符合牛顿第三定律，但不万有引力是两个物体间的相互作用力，符合牛顿第三定律，但不 是一对平衡力是一对平衡力 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 精练精练2 (多选多选)在讨论地球潮汐成因时在讨论地球潮
17、汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球地球绕太阳运行轨道与月球 绕地球运行轨道可视为圆轨道绕地球运行轨道可视为圆轨道已知太阳的质量约为月球质量的已知太阳的质量约为月球质量的 2.7107倍倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半 径的径的400倍倍关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法以下说法 正确的是正确的是 ( ) A太阳引力远大于月球引力太阳引力远大于月球引力 B太阳引力与月球引力相差不大太阳引力与月球引力相差不大 C月球对不同区域海水的吸引力大小相等月球对不同区域海水的吸引力
18、大小相等 D月球对不同区域海水的吸引力大小有差异月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 万有引力定律的应用万有引力定律的应用 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【答案答案】AD 【解析】【解析】取质量为取质量为 m 的海水研究太阳对海水的引力的海水研究太阳对海水的引力 F1GM1m r2 1 ， 月球对海水的引力月球对海水的引力 F2GM2m r2 2 ，F1 F2 170.由于地球上不同区域到月球的由于地球上不同区域到月球的 距离不等，所以月球对
19、不同区域海水的吸引力大小有差异故距离不等，所以月球对不同区域海水的吸引力大小有差异故 A、D 正正 确确 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 变式变式2 2019年年6月月25日日，我国在西昌卫星发射中心成功发射第我国在西昌卫星发射中心成功发射第46颗颗 北斗导航卫星北斗导航卫星，卫星离开地球的过程中卫星离开地球的过程中，用用R表示卫星到地心的距离表示卫星到地心的距离， 用用F表示卫星受到地球的引力表示卫星受到地球的引力下列图像中正确的是下列图像中
20、正确的是 ( ) 【答案答案】D 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【解析】【解析】F 表示卫星受到地球的引力，根据万有引力定律公式，有表示卫星受到地球的引力，根据万有引力定律公式，有 FGMm R2 ，则，则 F- 1 R2图像是直线，故 图像是直线，故 A、B、C 错误，错误，D 正确正确. 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素
21、养初培 预习导学 | 新知领悟 核心素养微专题 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 科学思维科学思维“填补法填补法”求解万有引力求解万有引力 计算一些不完整球形物体计算一些不完整球形物体(含球穴含球穴)间的万有引力间的万有引力，常采用常采用“填补填补 法法”对本来是非对称的物体对本来是非对称的物体，通过填补后构成对称物体通过填补后构成对称物体，然后再利用然后再利用 对称物体所满足的物理规律进行求解的方法称为对称物体所满足的物理规律进行求解的方法称为
22、“填补法填补法”此类问题此类问题 的解决方法是先把从均匀球体上挖去的部分补上的解决方法是先把从均匀球体上挖去的部分补上，然后计算完整球体所然后计算完整球体所 受的万有引力受的万有引力，再计算补上部分所受万有引力再计算补上部分所受万有引力，则两者之差即所求球体则两者之差即所求球体 剩余部分所受的万有引力剩余部分所受的万有引力 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 专练专练 如图所示为一质量为如图所示为一质量为 M 的球形物体，密度均匀，半径为的球形物体
23、，密度均匀，半径为 R， 在距球心为在距球心为 2R 处有一质量为处有一质量为 m 的质点，若将球体挖去一个半径为的质点，若将球体挖去一个半径为R 2 的的 小球小球(两球心和质点在同一直线上，且挖去的球的球心在原来球心和质两球心和质点在同一直线上，且挖去的球的球心在原来球心和质 点连线之间，两球表面相切点连线之间，两球表面相切)，则剩余部分对质点的万有引力的大小是，则剩余部分对质点的万有引力的大小是 多少？多少？ 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领
24、悟 【答案】【答案】7GMm 36R2 【解析】【解析】小球未被挖去时，大球对质点的万有引力为小球未被挖去时，大球对质点的万有引力为 F1G Mm 2R 2 GMm 4R2 .由体积公式知，大球的质量由体积公式知，大球的质量 M4 3R 3.被挖去的小球的质量为 被挖去的小球的质量为 M4 3 R 2 3，则有 ，则有 MM 8 ，大球在被挖去前对质点的万有引力为，大球在被挖去前对质点的万有引力为 F2G Mm 8 3 2R 2 G Mm 18R2.因此，小球被挖去后，剩余部分对质点的万有引 因此，小球被挖去后，剩余部分对质点的万有引 力为力为 FF1F27GMm 36R2 . 第七章 万有引
25、力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 课堂小练 | 素养达成 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 1下列科学家中下列科学家中，用扭秤实验测出引力常数数值的是用扭秤实验测出引力常数数值的是 ( ) A牛顿牛顿 B爱因斯坦爱因斯坦 C卡文迪许卡文迪许 D伽利略伽利略 【答案答案】C 【解析】【解析】牛顿提出了万有引力定律，
26、但没有测出引力常量，英国物牛顿提出了万有引力定律，但没有测出引力常量，英国物 理学家卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的大小，故理学家卡文迪许利用扭秤实验测出了引力常量的大小，故C正确正确 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【答案答案】C 2甲、乙两个质点间的万有引力大小为甲、乙两个质点间的万有引力大小为 F，若甲物体的质量不变，若甲物体的质量不变， 乙物体的质量增加到原来的乙物体的质量增加到原来的 2 倍，同时，它们之间的距离减为原来的倍，同时
27、，它们之间的距离减为原来的1 2， ， 则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为 ( ) AF B.F 2 C8F D4F 【解析】【解析】根据万有引力公式根据万有引力公式 FGMm r2 ，得，得 FGM 2m r 2 2 8F，C 正正 确确 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 3若想检验若想检验“使月球绕地球运动的力使月球绕地球运动的力”与与“使苹果落地的力使苹果落地的力”遵遵 循同样的规律，在已循同样的规律，
28、在已知月地距离约为地球半径知月地距离约为地球半径 60 倍的情况下，需要验倍的情况下，需要验 证证 ( ) A地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力 1 602 B月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 1 602 C自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1 6 D苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 1 60 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后
29、|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 【答案答案】B 【解析】【解析】若想检验若想检验“使月球绕地球运动的力使月球绕地球运动的力”与与“使苹果落地的使苹果落地的 力力”遵循同样的规律遵循同样的规律万有引力定律，则应满足万有引力定律，则应满足 GMm r2 ma，因此加，因此加 速度速度 a 与距离与距离 r 的二次方成反比，的二次方成反比，B 正确正确 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 4地球半径为地球半径为 R，一物体在地球表面受到的万有引力为，一物体在地球表面受到的万有引力为 F，若高，若高 空某处受到的万有引力为空某处受到的万有引力为F 3 ，则该处距地面的高度为，则该处距地面的高度为 ( ) A.3 2R B( 31)R C. 3R D3R 【答案】【答案】B 第七章 万有引力与宇宙航行 物理物理 必修必修 第二册第二册 配人教版配人教版 核心素养微专题 课堂小练 | 素养达成 课后|提升练习 多维课堂 | 素养初培 预习导学 | 新知领悟 课后 | 提升练习
