高中物理教科版 (2019)必修 第二册第三章 万有引力定律2 万有引力定律一等奖课件ppt

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1.知道太阳与行星间存在引力。2.能利用开普勒行星运动定律和牛顿运动定律推导出太阳与行星之间的引力表达式(重点)。3.理解万有引力定律的内容及适用条件。了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义，能应用万有引力定律解决实际问题(重难点)。
一、万有引力定律的建立　引力常量
二、万有引力和重力的关系
万有引力定律的建立　引力常量
1.为什么苹果从树上落向地面而不飞向天空？
答案　苹果受到地球的吸引力而落向地面。
2.在地面附近，物体都受到重力作用，即受到地球的吸引力，那么月球受到地球的吸引力吗？
答案　月球受到地球的吸引力。
3.如果月球受到地球的吸引力，为什么月球不会落到地球的表面，而是环绕地球运动？
答案　月球受到地球的吸引力，提供月球绕地球做圆周运动的向心力。
4.在浩瀚宇宙中，天体在不停地运动着。太阳系中的行星都在围绕太阳运行，月球在围绕地球运行。太阳对行星的引力使行星绕太阳运动，那么在推导太阳与行星间引力时，我们对行星的运动是怎么简化处理的？怎么推导的？
1.万有引力定律(1)内容：任何两个物体之间都存在相互作用的______，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成______，与这两个物体之间的距离的______成______。(2)表达式：F＝_______。
2.引力常量(1)测定：在1798年，物理学家_________利用______实验较精确地测出引力常量。(2)数值：国际科学联盟理事会科技数据委员会2002年推荐的引力常量数值为G＝6.672(10)×10－11 N·m2/kg2，通常可以取G＝____________________。
6.67×10－11 N·m2/kg2
3.对万有引力定律的理解(1)普遍性：宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着相互吸引的力。(2)相互性：两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力。(3)宏观性：地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用。(4)适用条件①两个质点间的相互作用。②一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用，r为球心到质点的距离。③两个质量均匀的球体间的相互作用，r为两球心间的距离。
(1)由于天体间距离很远，在研究天体间的引力时可以将它们视为质点。(　 　)(2)由万有引力定律F＝ 可知，r→0时，F→∞。(　 　)(3)一个均匀球体与球外一个质点间适用于万有引力定律，其中r为球心到质点间的距离。(　 　)(4)不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力。(　 　)(5)牛顿发现了万有引力，并测出了引力常量。(　 　)
　(2023·成都外国语学校高一期中)对于万有引力定律的表达式F＝ ，下列说法正确的是A.r是两物体间最近的距离B.G是引力常量，是人为规定的C.当r等于零时，万有引力为无穷大D.两物体受到的引力总是大小相等，与两物体质量是否相等无关
r是两质点间的距离，若是质量分布均匀的球体，r是两球心间的距离，故A错误；G是引力常量，是卡文迪许在实验室用扭秤实验测定出来的，故B错误；当r等于零时，万有引力定律不再适用，故C错误；根据牛顿第三定律可知两物体受到的引力总是大小相等，与两物体质量是否相等无关，故D正确。
　(2023·成都石室中学高一期中)嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，地球质量大约是月球质量的81倍，若嫦娥五号返回器飞行至地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，返回器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为A.1∶9 B.9∶1C.1∶10 D.10∶1
　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：(引力常量为G)(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。
如图所示，人分别站在地球(地球可视为规则的球体)的北极处(位置A)、北半球某位置(位置B)、赤道上某位置(位置C)。(1)同一个人在地球不同位置受到的万有引力大小是否相等？
(2)人在地球上随地球自转所需的向心力来源是什么？人在A、B、C三位置所需的向心力大小、方向是否相同？
答案　人在位置B、C随地球自转，万有引力和支持力的合力提供人随地球转动所需的向心力； 根据F向 ＝mω2r可知，同一人在位置B、C需要的向心力大小不同。人在位置A、C所受重力指向地心，人在A位置所需的向心力为零，人在C位置所需向心力指向地心；人在B位置所需向心力与万有引力不共线，所受重力及其所需向心力均不指向地心。
(3)人在A、B、C三位置的重力与万有引力有何关系？
答案　重力是由于地球吸引而受到的力。人在A位置时的重力与万有引力相等，当人处于位置B、C时，重力为万有引力的一个分力；人静止在地球表面时，所受重力和支持力等大反向。
1.在地球上不同的纬度，万有引力和重力的关系不同(地球质量用M表示，物体质量用m表示): 如图甲所示，在赤道上：重力和向心力在一条直线上，mg＝_____________。(2)如图乙所示，在两极上：F向 ＝0, mg＝______。
2.越靠近南北两极g值越 ，由于物体随地球自转所需的向心力较小，常认为万有引力近似等于重力，即mg＝_______。
为什么高山上的自由落体加速度比山下地面的小？
(2022·上海市奉贤区致远高级中学高一期末)重力是由万有引力产生的，以下说法中正确的是A.同一物体在地球上任何地方的重力都一样B.物体从地球表面移到空中，其重力变大C.同一物体在赤道上的重力比在两极处小些D.绕地球做圆周运动的飞船中的物体处于失重状态，不受地球的引力
不同的地方，由于重力加速度不同，导致重力不同，在地球表面，纬度越高，重力加速度越大，则重力越大，所以同一物体在赤道上的重力比在两极处小些，故A错误，C正确；物体从地球表面移到空中，重力加速度变小，则重力变小，故B错误；飞船绕地球做匀速圆周运动，所受地球的引力提供向心力，飞船中的物体处于失重状态，故D错误。
　火星半径是地球半径的 ，火星质量大约是地球质量的 ，航天员在地球表面上质量为50 kg。(地球表面的重力加速度g取10 m/s2，忽略天体的自转)(1)航天员在火星表面上受到的重力是多少？
则航天员在火星表面上受到的重力
(2)若航天员在地球表面能跳1.5 m高，那他在火星表面能跳多高？
联立解得h＝3.375 m。
D.测出引力常量的科学家是伽利略
考点一　万有引力定律的建立和理解1.(2023·攀枝花市高一统考)关于万有引力定律，下列说法正确的是A.两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力B.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的
两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故A错误；万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，故B正确；
测出引力常量的科学家是卡文迪许，故D错误。
2.(2023·广雅中学期末)航天员从中国空间站乘坐返回舱返回地球的过程中，随着返回舱离地球越来越近，地球对航天员的万有引力A.变大 B.不变C.变小 D.大小变化无法确定
3.(2023·遂宁市高一期中)如图所示，两个均匀球体A、B质量分别为M、m，半径分别为R1、R2，引力常量为G。当A、B两球球心间距为r时，它们之间的万有引力大小为
4.(2023·佛山市月考)中国空间站轨道高度为400～450千米，地球半径约为6 370千米。当航天员出舱在空间站舱外作业时，其所受地球的引力大约是他在地面所受地球引力的A.0.9倍 倍 C.0.1倍 倍
5.(2023·天津市北辰高二期末)假设地球是一个球体，其半径为R。某航天器距地面的高度为R时，它们的相互作用力大小为F，当航天器距地面的高度为2R时，则它们的相互作用力大小为
考点二　万有引力和重力的关系6.(多选)下列关于重力和万有引力的说法正确的是A.重力和万有引力是不同性质的力B.在不考虑地球自转影响的情况下，可以认为地球表面物体的重力等于 地球对它的万有引力C.由于地球自转的影响，物体的重力跟物体所处的纬度有关D.在地球两极的物体，物体的重力等于万有引力
7.(2022·北京市第三十五中学高一期中)地球上，在赤道上的一物体A和在台州的一物体B随地球自转而做匀速圆周运动，如图，它们的线速度大小分别为vA、vB，角速度分别为ωA、ωB，重力加速度分别为gA、gB，则A.vA＝vB，ωA＝ωB，gA>gBB.vAvB，ωA＝ωB，gA>gBD.vA>vB，ωA＝ωB，gAvB；地球上随纬度增加，重力加速度增大，赤道重力加速度最小，两极重力加速度最大，则gA