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- 人教版(2019)高中物理必修第二册课件:7.2 万有引力定律.pptx--点击预览
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第七章 万有引力与宇宙航行 7.1万有引力定律 各行星都围绕着太阳运行,说明太 阳与行星之间的引力。试试星星如 此运动的主要原因。引力的大小和 方向能确定吗? 1、了解万有引力定律得出的思路和过程。 2、理解万有引力定律的含义并会推导万有 引力定律的公式 3、了解卡文迪许实验装置及其原理. 4、知道引力常量的意义及其数值. 学习目标 一、行星与太阳间的引力 太阳 行星 r 太阳 行星 a 化 简 1、多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆,太 阳处在圆心; 2、对某一行星来说,它绕太阳做匀速圆周运动; 3、所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期 的二次方的比值都相等。 模型建立 F 太阳 行星 太阳对行星的引力提供了行星做 匀速圆周运动的向心力: 探究1: 太阳对行星的引力F 消去v 消去T F 行星 太阳 F 行星对太阳的 引力F跟太阳 的质量m太成 正比,与轨道 半径r的平方 成反比. 太阳对行星的 引力F与受力 星体的质量m 成正比,与轨 道半径r的平 方成反比. 探究2: 行星对太阳的引力F 类比法 牛顿第三定律 写成等式 其中G为引力常数 行星与太阳间的引力F 已知:r月地 =3.8108 m, T月 =27.3 天, g=9.8 m/s2, 求a月/g 证明了牛 顿的说法 是对的 思考:假定维持月球绕地球运动的力与使苹果下落 的力是同一种力,那么,月球轨道上一个物体受到的 引力,与它在地面附近时受到的引力应该有什么样的 关系呢?(月球轨道半径为地球半径的60倍) 二、月地检验 解 规律总结 太阳m1与行星m2之间的引力 地球m2与月球m3之间的引力 地球m2与物体m4之间的引力 是否任意两个物体之间都有这样的力呢? 三、万有引力定律 内容:自然界中任何两个物体都相互 吸引,引力的大小与物体的质量m1m2 的乘积成正比,与它们之间距离r的二 次方成反比 公式表示: 注:G是引力常量,适用于任何两个物体; 它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距 1m时的相互作用力 适用条件: 万有引力定律只适用于质点间引力 大小的计算当两物体间的距离远远大 于每个物体的尺寸时,物体可以看成质 点,直接使用万有引力定律计算 当两物体是质量均匀分布的球体时 ,它们间的引力也可直接用公式计算, 但式中的r是指两球心间距离 引力常量的测定卡文迪许扭秤实验 1、 扭秤实验: 两次放大及等效的思想 : 扭秤装 置把微小力转变成力矩来反映(一次放 大),扭转角度(微小形变)通过光标 的移动来反映(二次放大),从而确定 物体间的万有引力。 2、巧妙之处 : G=6.6710-11Nm2/kg2 想知道吗? 1、你对两米远的他吸引力多大?设每人质 量均为50kg。为什么他不像月亮围绕地球 转一样围绕你转呢? 析:由万有引力定律可知,两人间的万 有引力 F = G m1 m2 /r2 =6.6710-11505022N =4.210-8N 2、假设你的质量为50kg,算算地球对你的吸 引力多大?地球的质量为61024kg,地球半径 R=6370km。你受到的重力多大?地球表面的 重力加速度g=9.8m/s2。 思考:万有引力与重力之间的关系? 析:由万有引力定律可知,你受到的万有引力 G=mg=490N 万有引力与重力之间的关系 (1)重力随纬度 的增大而增大。 想一想:重力随着 纬度的变化应该有 什么规律呢? 重力产生原因:它是 万有引力的一个分 量。 (2)重力随高度的 增大而减小。 牛顿以他伟大的工作把天空中的现 象与地面上的现象统一起来,成功地解 释了天体运行规律,时至今日,数千颗 人造卫星正在万有引力定律为它们“设 定”的轨道上绕地球运转着。牛顿发现 的万有引力定律取得了如此辉煌的成就 ,以至于阿波罗8号从月球返航的途中 ,当地面控制中心问及“是谁在驾驶” 的时候,指令长这样回答“我想现在是 牛顿在驾驶”。 得出万有引力定律的方法和思路 任何两物体之间都存在着相互作用的引力 万有引力的普遍性:存在于宇宙中的任何 两物体之间 万有引力定律的计算只适用于两质点和两 匀质球之间的相互作用 万有引力定律的发现是17世纪自然科学最 伟大的成果之一 今天我们学 了一些什么? A公式中G为引力常量,它是由实验测得的, 而不是人为规定的 B当r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大 Cm1与m2受到的引力总是大小相等的,与m1 、m2是否相等无关 Dm1与m2受到的引力总是大小相等、方向相 反的,是一对平衡力 1.对于万有引力定律的表达式 下面说法中正确的是( ) 小试身手 AC 2.如图所示,两球的质量均匀分布,大小分别为 m1、 m2,则两球间的万有引力大小为( ) A.B. C. D. 对于质量分布均匀的球体,r应是两球心间距 D 3.从地球上发射的两颗人造地球卫 星A和B,绕地球做匀速圆周运动的 半径之比为RARB=41,求它们 的线速度之比和运动周期之比。 【分析解答】卫星绕地球做匀速圆周运动,万 有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有 4.地球质量大约是月球质量的81倍,在登 月飞船通过月、地之间的某一位置时,月 球和地球对它的引力大小相等,该位置到 月球中心和地球中心的距离之比为 ( ) A1 :27 B1 :9 C1 :3 D9 :1 B 人类已经实现的梦想: 人造地球卫星,太阳系内旅行 人类尚未实现的梦想: 到其它恒星系旅行 半人马座恒星离地球半人马座恒星离地球4.34.3 光年光年, , 以每秒几十公里的速以每秒几十公里的速 度飞行,需要几万年到达!度飞行,需要几万年到达! 宇宙的奥秘等你来探索
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