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高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律教学演示ppt课件
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册2 万有引力定律教学演示ppt课件，共41页。PPT课件主要包含了万有引力定律，太阳对它的引力，成反比，圆心或椭，圆焦点，向心加速度，成正比，二者的连线，知识点二月地检验，引力常量等内容，欢迎下载使用。
知识点一 行星与太阳间的引力
1. 如图所示,绳拴小球在光滑桌面上做匀速圆周运动.球为什么不能滑离桌面?向心力由什么力提供?向心力的大小如何?
2.胡克等人认为,行星绕太阳运动是因为行星受到了 ,甚至证明了如果行星的轨道是圆形的,它所受引力的大小跟行星到太阳距离的二次方 .3.牛顿认为,使行星沿圆或椭圆运动,需要指向 . 的力,这个力应该就是太阳对它的 .于是,牛顿利用他的运动定律把行星的 与太阳对它的引力联系起来了.
1. 如何推理行星与太阳间、月球与地球间、地球与树上苹果间的作用力是同一种性质的力?.
2.在牛顿的时代,人们已经比较精确地测得地球半径R=6.37×106 m,月球中心到地球中心的距离r=3.8×108 m,月球绕地球的公转周期T=27.3 d=2.36×106 s,自由落体加速度g为9.8 m/s2.如何根据这些数据验证行星与太阳间、月球与地球间、地球与树上苹果间的作用力就是同一种性质的力?
3.请总结出月—地检验所使用的科学探究思路.
答案:(1)提出问题;(2)猜想和假设(推理);(3)基于证据得出结论(验证).
1.内容:自然界中 两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的 上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积 、与它们之间距离r的二次方 .
知识点三 万有引力定律
2.公式:F= ,其中G是比例系数,叫作 .
1.牛顿得出万有引力定律一百多年以后,物理学家 .通过实验测量了几个铅球之间的引力,推算出了引力常量G的数值.通常取G= . 2.引力常量的普适性成了 正确性的有力证据.
6.67×10-11 N·m2 /kg2
探究一 万有引力定律的理解
答案:甲同学的理解是错误的,乙同学的理解是正确的.从数学的角度看,两位同学的理解都有道理;但从物理的角度看,物体都有一定的形状和大小,两物体间的距离r趋于0是无法做到的,这说明万有引力定律是有适用条件的.
2.自然界中任何两个物体之间都存在引力,为什么我们感觉不到旁边同学的引力?请通过计算加以说明.假设两人的质量均为50 kg,两人相距0.5 m,g取9.8 m/s2,G=6.67×10-11 N·m2/kg2.
1.万有引力公式的适用条件.(1)两个质点间(两个物体距离很大时,可以把物体看作质点).(2)两个质量分布均匀的球体(或球壳)间,可以认为质量集中在球心处,其中r为两个球心间的距离,这是一种等效的简化处理方法.(3)一个质量分布均匀的球体(或球壳)与球外一个质点间,r为球心到质点的距离.(4)当研究对象不能被看成质点时,可以假想把物体分割成无数个质点,求出物体上每个质点与另一个物体上所有质点的万有引力,然后求合力.
2.万有引力的特性.(1)普遍性:万有引力定律的发现实现了物理学史上的第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一.它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律.万有引力存在于宇宙中任何两个有质量的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间).(2)相互性:两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律.(3)宏观性:天体间万有引力很大,它是支配天体运动的原因.地面物体间、微观粒子间的万有引力很小,不足以影响物体的运动,常忽略不计.
解析:当把物体放在球心处时,就不能再把地球看成质量集中在地心处的质点.可将地球分成无数块,每一块对物体都有万有引力作用,根据力的对称性知物体与地球各块间的万有引力的合力为0.
【典例2】两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起,它们之间的万有引力为F.若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则两个大铁球之间的万有引力为( ) A.2F B.4F C.8F D.16F
对万有引力公式中物理量的理解(1)计算两质量分布均匀的球体间的万有引力,r是两个球体球心的距离.(2)球的半径变为原来的2倍,两球心之间距离、球体的质量同时改变.
填补法求解万有引力(1)万有引力定律只适用于求质点间的万有引力.(2)在质量分布均匀的实心球中挖去小球后其质量分布不再均匀,不可再随意视为质点处理.(3)可以采用先填补后运算的方法计算万有引力大小.
探究二 万有引力与重力的关系
我们在学习重力时是这样定义重力概念的:“由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力.”那么,重力就是地球对物体的万有引力吗?它们之间有什么关系?
【典例4】一物体在地球表面重16 N,地面上重力加速度为10 m/s2.它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N,则此火箭离地球表面的距离是地球半径的(忽略地球自转)( )A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.一半
解析:设此时火箭上升到离地球表面高度为h处,火箭上物体的视重等于物体受到的支持力FN,物体受到的重力为mg',g'是h高处的重力加速度,由牛顿第二定律得
2.(2022·广东广州)下列说法正确的是( )A.开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律,并发现了万有引力定律B.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积C.所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动D.卡文迪什利用扭秤实验测出了万有引力常量G的大小
3.(多选)关于引力常量G,下列说法正确的是( )A.G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值B.引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比,与两物体间距离的二次方成正比C.引力常量G在数值上等于两个质量都是1 kg的可视为质点的物体相距1 m时的相互吸引力D.引力常量G是不变的,其值大小与单位制的选择无关
4.如图所示,操场两边放着半径分别为r1、r2,质量分别为m1、m2的篮球和足球,二者的间距为r,则两球间的万有引力大小为( )
6.地球质量大约是月球质量的81倍.一飞行器位于地球与月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,飞行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∶1 C.1∶10 D.10∶1
知识点一 行星与太阳间的引力
1. 如图所示,绳拴小球在光滑桌面上做匀速圆周运动.球为什么不能滑离桌面?向心力由什么力提供?向心力的大小如何?
2.胡克等人认为,行星绕太阳运动是因为行星受到了 ,甚至证明了如果行星的轨道是圆形的,它所受引力的大小跟行星到太阳距离的二次方 .3.牛顿认为,使行星沿圆或椭圆运动,需要指向 . 的力,这个力应该就是太阳对它的 .于是,牛顿利用他的运动定律把行星的 与太阳对它的引力联系起来了.
1. 如何推理行星与太阳间、月球与地球间、地球与树上苹果间的作用力是同一种性质的力?.
2.在牛顿的时代,人们已经比较精确地测得地球半径R=6.37×106 m,月球中心到地球中心的距离r=3.8×108 m,月球绕地球的公转周期T=27.3 d=2.36×106 s,自由落体加速度g为9.8 m/s2.如何根据这些数据验证行星与太阳间、月球与地球间、地球与树上苹果间的作用力就是同一种性质的力?
3.请总结出月—地检验所使用的科学探究思路.
答案:(1)提出问题;(2)猜想和假设(推理);(3)基于证据得出结论(验证).
1.内容:自然界中 两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的 上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积 、与它们之间距离r的二次方 .
知识点三 万有引力定律
2.公式:F= ,其中G是比例系数,叫作 .
1.牛顿得出万有引力定律一百多年以后,物理学家 .通过实验测量了几个铅球之间的引力,推算出了引力常量G的数值.通常取G= . 2.引力常量的普适性成了 正确性的有力证据.
6.67×10-11 N·m2 /kg2
探究一 万有引力定律的理解
答案:甲同学的理解是错误的,乙同学的理解是正确的.从数学的角度看,两位同学的理解都有道理;但从物理的角度看,物体都有一定的形状和大小,两物体间的距离r趋于0是无法做到的,这说明万有引力定律是有适用条件的.
2.自然界中任何两个物体之间都存在引力,为什么我们感觉不到旁边同学的引力?请通过计算加以说明.假设两人的质量均为50 kg,两人相距0.5 m,g取9.8 m/s2,G=6.67×10-11 N·m2/kg2.
1.万有引力公式的适用条件.(1)两个质点间(两个物体距离很大时,可以把物体看作质点).(2)两个质量分布均匀的球体(或球壳)间,可以认为质量集中在球心处,其中r为两个球心间的距离,这是一种等效的简化处理方法.(3)一个质量分布均匀的球体(或球壳)与球外一个质点间,r为球心到质点的距离.(4)当研究对象不能被看成质点时,可以假想把物体分割成无数个质点,求出物体上每个质点与另一个物体上所有质点的万有引力,然后求合力.
2.万有引力的特性.(1)普遍性:万有引力定律的发现实现了物理学史上的第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一.它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律.万有引力存在于宇宙中任何两个有质量的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间).(2)相互性:两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力,符合牛顿第三定律.(3)宏观性:天体间万有引力很大,它是支配天体运动的原因.地面物体间、微观粒子间的万有引力很小,不足以影响物体的运动,常忽略不计.
解析:当把物体放在球心处时,就不能再把地球看成质量集中在地心处的质点.可将地球分成无数块,每一块对物体都有万有引力作用,根据力的对称性知物体与地球各块间的万有引力的合力为0.
【典例2】两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起,它们之间的万有引力为F.若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则两个大铁球之间的万有引力为( ) A.2F B.4F C.8F D.16F
对万有引力公式中物理量的理解(1)计算两质量分布均匀的球体间的万有引力,r是两个球体球心的距离.(2)球的半径变为原来的2倍,两球心之间距离、球体的质量同时改变.
填补法求解万有引力(1)万有引力定律只适用于求质点间的万有引力.(2)在质量分布均匀的实心球中挖去小球后其质量分布不再均匀,不可再随意视为质点处理.(3)可以采用先填补后运算的方法计算万有引力大小.
探究二 万有引力与重力的关系
我们在学习重力时是这样定义重力概念的:“由于地球的吸引而使物体受到的力叫作重力.”那么,重力就是地球对物体的万有引力吗?它们之间有什么关系?
【典例4】一物体在地球表面重16 N,地面上重力加速度为10 m/s2.它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N,则此火箭离地球表面的距离是地球半径的(忽略地球自转)( )A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.一半
解析:设此时火箭上升到离地球表面高度为h处,火箭上物体的视重等于物体受到的支持力FN,物体受到的重力为mg',g'是h高处的重力加速度,由牛顿第二定律得
2.(2022·广东广州)下列说法正确的是( )A.开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律,并发现了万有引力定律B.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积C.所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动D.卡文迪什利用扭秤实验测出了万有引力常量G的大小
3.(多选)关于引力常量G,下列说法正确的是( )A.G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值B.引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比,与两物体间距离的二次方成正比C.引力常量G在数值上等于两个质量都是1 kg的可视为质点的物体相距1 m时的相互吸引力D.引力常量G是不变的,其值大小与单位制的选择无关
4.如图所示,操场两边放着半径分别为r1、r2,质量分别为m1、m2的篮球和足球,二者的间距为r,则两球间的万有引力大小为( )
6.地球质量大约是月球质量的81倍.一飞行器位于地球与月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时,飞行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∶1 C.1∶10 D.10∶1
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