物理必修 第二册2 万有引力定律背景图课件ppt

这是一份物理必修 第二册2 万有引力定律背景图课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了万有引力定律，目标体系构建，课前预习反馈，知识点1，行星与太阳间的引力，匀速圆周，知识点2，月地检验，知识点3，二次方等内容，欢迎下载使用。
1．行星绕太阳运动的原因猜想：太阳对行星的_______。2．模型建立：行星以太阳为圆心做___________运动，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。
1．牛顿的思考：地球对月球的引力、地球对地面上物体的引力若为同一种力，其大小的表达式满足F＝______。
3．检验结果：地球对月球的引力、地球对地面上物体的引力、太阳与行星间的引力，遵从_______的规律。
1．定律内容自然界中任何两个物体都相互_______，引力的方向在它们的_______上，引力的大小与物体的质量m1和m2的_______成正比、与它们之间距离r的_________成反比。
2．表达式F＝______式中，质量的单位用_____，距离的单位用____，力的单位用____。3．引力常量：式中G叫作___________，大小为6.67×10－11 _____________，它是由英国科学家___________在实验室里首先测出的，该实验同时也验证了万有引力定律。
『判一判』(1)在推导太阳与行星的引力公式时，用到了牛顿第二定律和牛顿第三定律。(　　)(2)万有引力不仅存在于天体之间，也存在于普通物体之间。(　　)(3)牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量。(　　)
(　　)(5)质量一定的两个物体，若距离无限小，它们间的万有引力趋于无限大。(　　)(6)由于太阳质量大，太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力。(　　)
A．G是一个没有单位的常数B．G的单位为N·m2· kgC．G的单位为N·m2· kg－2D．G的单位为N·m· kg－2
『想一想』通过月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？如图所示，假若你与同桌的质量均为60 kg，相距0.5 m。粗略计算你与同桌间的引力(已知G＝6.67×10－11 N·m2/ kg2)。一粒芝麻的质量大约是0.004 g，其重力约为4×10－5 N。是你和你同桌之间引力的多少倍，在受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？
答案：1×10－6 N　40倍
秋天苹果成熟后会从树上落下来；月球绕着地球在公转。(1)苹果从树上脱落后，为什么落向地面而不是飞上天空？月球为什么能够绕地球转动？
建立万有引力定律的思维过程
(2)苹果和地球之间的作用与月球和地球之间的作用属性相同吗？如何证明？
提示：(1)苹果受到地球的吸引作用使苹果落向地面；地球对月球的引力为月球做圆周运动提供向心力。(2)地球对苹果的引力与地球对月球的引力属性相同，从而具有相同的表达形式；假设二者表达形式相同，则其加速度之比应为其距离二次方的反比，通过测量计算可得二者加速度之比满足这种关系，从而得证。
1．两个理想化模型(1)匀速圆周运动模型：由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成匀速圆周运动。(2)质点模型：由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看成质点，即天体的质量集中在球心上。
2．推导过程(1)太阳对行星的引力
(2)太阳与行星间的引力
(2)验证：①苹果自由落体加速度a苹＝g＝9.8 m/s2。(3)结论：地面上物体所受地球的引力、月球所受地球的引力与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。
(多选)如果设行星的质量为m，绕太阳运动的线速度为v，公转周期为T，轨道半径为r，太阳的质量为M，则下列说法正确的是(　　)
万有引力定律的理解及简单应用
(2021·河南许昌高一下期末)2021年5月15日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功软着陆。如图所示是携带“祝融号”火星车的着陆器从火星上空向火星表面软着陆过程的图片，用h表示着陆器与火星表面的距离，用F表示它所受的火星引力大小，则在着陆器从火星上空向火星表面软着陆的过程中，能够描述F随h变化关系的大致图像是(　　)
巧用万有引力定律(1)本题虽然给出了新情境，但仍可以看出考查的是万有引力定律的理解和应用。(2)分析图像问题，可以先根据公式推导出函数式，再根据函数式的变化确定图像的变化趋势。
1．(2021·北京市第八中学高一下学期期中)如图所示，两个半径分别为r1＝0.60 m、r2＝0.40 m，质量分别为m1＝4.0 kg、m2＝1.0 kg的质量分布均匀的实心球，两球间距离为r＝2.0 m，则两球间万有引力的大小为(　　)A．6.67×10－11 NB．大于6.67×10－11 NC．小于6.67×10－11 ND．不能确定
如图所示，把地球视为质量分布均匀的球体，人站在地球的不同位置，比如赤道、两极或者其他位置，请思考：(1)人在地球的不同位置，受到的万有引力大小一样吗？(2)人在地球的不同位置，受到的重力大小一样吗？
(2)重力是万有引力的一个分力，由于人随地球转动，还需要向心力，在地球的不同位置，向心力不同，所以人在地球的不同位置，受的重力大小不一样。
地球赤道上的物体，由于地球自转产生的向心加速度a＝3.37×10－2 m/s－2，赤道上的重力加速度g＝9.77 m/s2，试问：(1)质量为m的物体在地球赤道上所受地球的万有引力为多大？(2)要使在赤道上的物体由于地球的自转而“飘”起来(完全失重)，地球自转的角速度应加快到实际角速度的多少倍？
答案：(1)9.803 7m　(2)17
2．(多选)有科学家正在研究架设从地面到太空的“太空梯”，若“太空梯”建在赤道上，人沿“太空梯”上升到h高度处时，恰好会感觉到自己“漂浮”起来，若人的质量为m，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，则人在h高度处受到的万有引力的大小为(　　)
“填补法”求物体间的万有引力
方法简述：万有引力定律适应于质点间、质点与均匀球体间、两均匀球体间的相互作用力，若出现大球内某个区域被挖去一个小球，无法直接应用公式求残缺球与另外质点或另外球体的万有引力，此时可以采用“先补后挖”的方法，应用万有引力定律间接求万有引力。思维建构：把完整的大球看作残缺的空心球与被挖去的小球的组合，质量为m的质点受到的引力变成整个球体对质点的引力与挖去的小球体对质点的引力之差。
建构感悟：此方法适用的条件比较苛刻：1．形状的要求：大球内挖掉小球，挖掉其他形状的物体的不可用此法，如挖掉的是立方体或其他不规则形状的物体，非球形物体挖掉小球等情况均不适合用此法。2．三心的位置关系：大球球心、小球球心、第三个球的球心(或质点)，若三心共线，则三力共线，遵循代数运算法则；若三心不共线，则三力不共线，遵循矢量运算法则。
1．(2022·浙江省新昌中学高一)在牛顿时代，好些科学家已经认识到万有引力的存在，且猜测万有引力的大小与物体间的距离存在“平方反比”关系，但在那个时代证实这一关系存在诸多困难。当时坊间有两种传言，一是牛顿已经证明了太阳与行星间的引力存在“平方反比”关系，二是胡克已经证明了太阳与行星间的引力存在“平方反比”关系。为此，前者的支持者哈雷与后者的支持者打赌。为使朋友哈雷赌胜，牛顿重新进行了证明，通过创造性的思维和独特的视角，克服了重重困难，发现了万有引力定律。以下不是牛顿的创造性观点或做法的是(　　)A．将太阳和行星都视为质点B．发明微积分C．用实验测出万有引力常量G的值D．只考虑太阳对行星的作用解析：牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什用实验测出了万有引力常量的值。故选C。
2．(2022·大庆市高一月考)2021年4 月 29 日 11 时 22 分我国空间站“天和”核心舱发射成功。在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，“天和”的质量为m，离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对“天和”的万有引力大小为(　　)
3．(2022·江苏淮安市高一月考)假设在宇宙中存在这样三个天体A、B、C，它们在一条直线上，天体A离天体B的高度为某值时，天体A和天体B就会以相同的角速度共同绕天体C运转，且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，如图所示，以下说法正确的是(　　)A．天体A做圆周运动的加速度小于天体B做圆周运动的加速度B．天体A做圆周运动的速度小于天体B做圆周运动的速度C．天体B做圆周运动的向心力等于天体C对它的万有引力D．天体B做圆周运动的向心力小于天体C对它的万有引力
解析：由于天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，角速度相同，由a＝rω2可知天体A做圆周运动的加速度大于天体B做圆周运动的加速度，A错误；由公式v＝ωr，角速度相同，可知天体A做圆周运动的线速度大于天体B做圆周运动的线速度，B错误；天体B做圆周运动的向心力是A、C的万有引力的合力提供的，即Fn＝FCB－FAB，所以天体B做圆周运动的向心力小于天体C对它的万有引力，C错误，D正确。
4．(2022·浙江省德清县高一月考)假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G，则地球的半径是(　　)