2022-2023年高考物理一轮复习 专题：重力与万有引力的关系课件(重点难点易错点核心热点经典考点)

这是一份2022-2023年高考物理一轮复习 专题：重力与万有引力的关系课件(重点难点易错点核心热点经典考点)，共24页。PPT课件主要包含了课堂引入，任意位置，算一算，天上的物体，质点位于球壳内部，质点位于球壳外部，课堂小结，典例分析，正确答案A，正确答案B等内容，欢迎下载使用。
思考：1.重力是万有引力吗？2.二者大小相等吗？3.可能相等吗？
一、在地球表面上的物体
如图所示，在地面上随地球一起自转的物体受到地球的万有引力F引，可以分解为物体受到的重力G和使物体随地球做圆周运动（自转）所需的向心力 Fn、（方向指向地轴）。
赤道处的物体受到地球的万有引力F引可以分解为同一直线上的重力G和使物体随地球做圆周运动（自转）所需的向心力 Fn、（方向指向地心），如图所示。
两极处的物体随地球做圆周运动（自转）所需的向心力 Fn=0，此处受到地球的万有引力F引就等于物体受到的重力G（方向指向地轴），如图所示。
物体的重力随纬度增大而增大。两极最大，赤道最小。
求一个质量为1 kg 且位于北纬θ=60°的地面上的物体受到的万有引力和所需的向心力，已知：地球半径R=6400 km、地球质量M=6×1024kg、地球自转周期T=24 h
地球以Ｔ＝２4h的周期自转，不发生瓦解的条件是赤道处的物体受到的万有引力不小于该物体做圆周运动所需的向心力，即
地球不因自转而瓦解的最小密度
“天上的物体”是指在空中绕地球转动的物体。如图，物体在空中时受到地球的万有引力提供物体做圆周运动的向心力，即：
随着离地面的高度增加，万有引力减小，物体的重力随之减小（重力加速度减小）。
三、空腔对质点的万有引力
均匀球壳内部的质点受到的球壳各部分引力的合力为零。
如图，地球内部距离表面为h处的物体受到的万有引力是由内部半径为R－h的球体（红色部分）施加的。外部（蓝色部分）整体对物体的引力的合力为零。
如图，球壳的质量为M,半径为R，质点m到球壳表面的距离为h，那么质点m受到的引为：
即质点m受到的万有引力为将球壳视为一位于球心处的与球壳等质量的质点与壳外质点间的万有引力。
【典例1】设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为（　　）
【解析】在赤道上 可得 在南极 由两式可得
【典例2】已知地球的质量为M，半径为R，自转的周期为T，引力常量为G。赤道上地球表面附近的重力加速度用ge表示，北极处地球表面附近的重力加速度用gN表示，将地球视为均匀球体。（1）用已知量写出gN的表达式；（2）请比较ge与gN的大小并求出二者的差值；
【典例3】体育比赛中的田赛可分为跳跃、投掷两类项目，田赛成绩会受到纬度的影响。已知迄今男子跳高世界纪录为2.45m，铅球世界纪录为23.12m（铅球运动中最高点约8m）。请分析并说明在运动员体能和技巧都确定的情况下，比赛在高纬度地区和低纬度地区进行相比，哪里更容易创造世界纪录？对跳高和铅球这两项比赛来说，因纬度不同造成运动成绩的数值变化更大的是哪项？（不考虑空气阻力和海拔高度的影响）
【典例4】质量分布均匀、半径为R的球状星云，其表面重力加速度为g。由于热膨胀的发生导致该星云半径变为2R，若此过程中质量保持不变且质量仍分布均匀。忽略星云自转，则变化后的星云表面的重力加速度为（　　）A． B． C． D．
【解析】星云表面物体的重力等于万有引力，故 得 当半径变为原来的2倍，则重力加速度为0.25g。
【典例5】2020年11月10日8时12分，我国载人深海潜水器“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底，下潜深度达到10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。假设地球是半径为R、质量分布均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。某次“奋斗者”号潜水器下潜深度为h，则地面处和“奋斗者”号潜水器所在位置的重力加速度大小之比为（　　）
【解析】质量为m的物体在质量为M的均匀球体内距离球心为r处所受的万有引力为F，则 ，其中所以 ，对应的重力加速度为地球表面处r=R，所以地球表面处的重力加速度在深度为h的海底r=R-h，对应的重力加速度所以
【典例6】一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示。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＝6r处有一质量为m2的质点，求：(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为多大？(2)剩余部分对m2的万有引力为多大？