人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律授课ppt课件

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三、万有引力定律1．内容：自然界中任何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________成正比、与它们之间距离r的________成反比． 没有特殊情况2．表达式：F＝________，其中G叫作引力常量．
四、引力常量牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但没有测出引力常量G的值．英国物理学家_________通过实验（扭秤实验）测算出引力常量G的值．通常情况下取G＝___________N·m2/kg2.　 证实了万有引力定律的正确性
【情境思考】如图所示，地球对卫星的引力、月球对“嫦娥五号”的引力的性质是否相同？遵守的规律是否相同？
1　天体运动
1　理想模型的建立(1)行星绕太阳做的椭圆运动可简化为以太阳为圆心的匀速圆周运动．(太阳：中心天体．行星：环绕天体)(2)太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力．
2　“月—地检验”示意图
3　牛顿的思考树上的苹果砸在了牛顿的头上，使牛顿思考地球“拉着”月球运转的力与地球“拉着”苹果的力是否性质相同．牛顿当时的猜想依据：(1)太阳与行星之间的引力使得行星不能飞离太阳，地球与物体之间的引力使得物体不能离开地球；(2)在离地面很高的距离内，都不会发现重力有明显的减弱，那么这个力必定能延伸很远的距离．
　万有引力公式应用的拓展当物体不能看成质点时，利用微元的思想可以把物体假想分割成无数个质点，求出某一个物体上每个质点与另一个物体上所有质点间的万有引力，然后求合力(高中很少涉及)．
目标一　对行星与太阳间引力的理解【导思】如图所示，太阳系内八大行星围绕太阳沿着各自的轨道运动．(1)是什么原因使行星围绕太阳运动？(2)在推导太阳与行星间的引力时，我们对行星的运动是怎么简化处理的？用了哪些知识？
提示：(1)太阳对行星的引力使行星围绕太阳运动．(2)将行星绕太阳的椭圆运动看成匀速圆周运动．在推导过程中，用到了向心力公式、匀速圆周运动中线速度和周期的关系、开普勒第三定律及牛顿运动定律．
【归纳】万有引力定律的得出过程
【典例】例 1 太阳对地球有相当大的引力，地球对太阳也有引力作用，为什么它们不靠在一起？如图所示，其原因是(　　)A．太阳对地球的引力与地球对太阳的引力大小相等、方向相反，互相抵消了B．太阳对地球的引力还不够大C．不仅太阳对地球有引力作用，太阳系中其他星球对地球也有引力作用，这些力的合力为零D．太阳对地球的引力不断改变地球的运动方向，使得地球绕太阳运行
解析：作用力和反作用力分别作用在太阳和地球上，不能相互抵消，A错误；太阳对地球的引力提供地球做圆周运动的向心力，合力不为零，向心力不断改变地球的运动方向，B、C错误，D正确．
目标二　对万有引力定律的理解及应用【导思】如图所示，图甲为两个靠近的人，图乙为行星围绕着太阳运行，图丙为我国的第一颗人造卫星“东方红一号”围绕地球运行，这些都是有质量的．请思考下列问题．(1)任意两个物体之间都存在万有引力吗？(2)为什么通常两个人之间感受不到万有引力？而太阳对行星(地球对人造卫星)的引力可以使行星(人造卫星)围绕太阳(地球)运转？(3)地球对人的万有引力与人对地球的万有引力大小相等吗？
提示：(1)任意两个物体间都存在着万有引力．(2)由于人的质量很小，两个人之间的万有引力很小，一般感受不到；但天体质量很大，天体间的引力很大，对天体的运动起决定作用．(3)相等．它们是一对相互作用力．
【归纳】1．万有引力的特性
解析：万有引力的表达式适用于远距离相互作用，在微观的距离上是不适用的，r趋近于零时此公式不成立，A错误；万有引力是天体间的相互吸引力，两物所受到的万有引力一定是等大、反向的，是作用力与反作用力的关系，两物之间的引力大小总相等，与其质量m1和m2是否相等无关，B正确，C错误；两物之间的引力与它们之间距离的平方成反比，D错误．
目标三　万有引力和重力的关系【导思】人站在地球(地球被视为规则的均匀球体)的不同位置，比如赤道、两极或者其他位置，人随地球的自转而做半径不同的匀速圆周运动．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(纬度不同)，什么力提供向心力？受到的重力大小一样吗？(3)重力就是地球对物体的吸引力，对吗？
【典例】例 6 地球可近似看成球体，地球表面上的物体都随地球自转，下列说法正确的是(　　)A．物体在赤道处受到的地球引力等于在两极处受到的地球引力，而重力小于两极处重力B．赤道处的角速度比南纬30°的角速度大C．地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处的向心加速度大D．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力
解析：若将地球看成球体，则物体在地球表面上任何位置受到的地球引力大小都相等．除两极外，地球引力的两个分力一个是物体的重力，另一个是物体随地球自转所需的向心力．在赤道上，向心力最大，则重力最小，A正确．地球各处的(除两极外)角速度均等于地球自转的角速度，B错误．地球上，只有赤道上的物体的向心加速度指向地心，其他位置的向心加速度均不指向地心，C错误．地面上物体随地球自转所需的向心力是由物体所受万有引力与地面支持力的合力提供的，D错误．
1.[2023·绍兴高一检测]2023年6月4日，“神舟十五号”飞船采用快速返回技术，载着三名航天员成功返回地面，如图为飞船返回时的变轨示意图．下列说法正确的是(　　)A．飞船在P点的速度等于在Q点的速度B．飞船在P点的速度小于在Q点的速度C．飞船在从Q点运动到P点过程中，所受地球的引力逐渐减小D．飞船在从Q点运动到P点过程中，所受地球的引力逐渐增大
4．[2023·广东广州高一联考]为空间站补给物质时，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行．对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的运行轨道如图所示，则下列说法正确的是(　　)A．“天宫空间站”对地球的引力小于地球对“天宫空间站”的引力B．“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟五号”的向心加速度C．“结合体”受到地球的引力比“天宫空间站”受到地球的引力小D．“结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力