《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT课件
第一部分内容：必备知识·素养奠基
一、行星与太阳间的引力
【思考】 牛顿在前人研究的基础上认为任何方式改变速度都需要力,行星运动需要的力是哪个天体对它产生的力?
提示:太阳
1.太阳对行星的引力大小:太阳对行星的引力F与行星的质量m成正比,与行星与太阳的距离的二次方(r2)成反比,即F∝____。
2.行星与太阳的引力:
(1)大小:行星与太阳的引力与太阳的质量m太成正比,即F∝ ,写成等式就是F=________。
(2)方向:_____________。
(3)比例系数G:
关于G的数值解释符合科学实际的有_______。
①与太阳的质量无关。
②与太阳的质量有关。
③与行星的质量无关。
④与行星的质量有关。
⑤与太阳到行星的距离无关。
⑥与太阳到行星的距离有关。
二、月—地检验
【思考】 拉住月球使它围绕地球运动的力,与拉着苹果下落的力以及太阳对行星的力是否遵循相同的规律呢?
提示:遵循相同的规律
1.猜想:维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从“_________”的规律。
2.检验方法:
(1)物体在月球轨道上运动时的加速度:a=______。
(2)月球围绕地球做匀速圆周运动的加速度:a=_______。
(3)对比结果:月球在轨道高度处的加速度近似等于_________________。
3.结论:地面物体受地球的引力,月球所受地球的引力,太阳与行星的引力,遵从相同的规律。
三、万有引力定律
【思考】 既然太阳与行星之间、地球与月球之间,以及地球与地面物体之间具有“与两个物体质量成正比,与它们之间的距离二次方成反比”的吸引力,是否任意两个物体之间都有这样的力呢?
提示:是
1.内容:自然界中任何两个物体都_________,引力的方向在_____________,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成_____,与它们之间的距离r的二次方成_____。
2.公式:F=_______。
四、引力常量
1.测量者:_________。
2.数值:G= ____________________。
... ... ...
万有引力定律PPT，第二部分内容：关键能力·素养形成
一 万有引力定律
1.万有引力定律的特性:
(1)普遍性:万有引力存在于宇宙中任何有质量的物体之间(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,符合力的相互作用。
(3)宏观性:天体间万有引力较大,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微小 ,不足以影响物体的运动,故常忽略不计。
(4)特殊性:两个物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,与它们之间的距离有关,与所在空间的性质无关。
2.万有引力定律的适用条件:
(1)万有引力定律公式适用于质点之间的引力大小的计算。
(2)对于实际物体间的相互作用,当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小(物体可视为质点)时也适用。
(3)两个质量分布均匀的球体间的引力大小可用万有引力定律公式求解,公式中的r为两球心之间的距离。
(4)一个质量分布均匀的球体与球外一质点之间的引力大小也可用万有引力定律公式求解,公式中的r为质点到球心之间的距离。
【典例示范】
要使两物体间的万有引力减小到原来的 ,下列办法不可采用的是( )
A.使两物体的质量各减少一半,距离不变
B.使两物体间的距离和两物体的质量都减为原来的
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变
D.使其中一个物体的质量减小到原来的 ,距离不变
【素养训练】
1.(多选)对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式F=G ,下列说法正确的是( )
A.公式中的G是引力常量,它是由实验得出的,而不是人为规定的
B.当两个物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷大
C.m1和m2所受引力大小总是相等的
D.两个物体间的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力
【解析】选A、C。引力常量G是由英国物理学家卡文迪许运用构思巧妙的“精密”扭秤实验第一次测定出来的,所以选项A正确;两个物体之间的万有引力是一对作用力与反作用力,它们总是大小相等、方向相反,分别作用在两个物体上,所以选项C正确,D错误;公式F=G 适用于两质点间的相互作用,当两物体相距很近时,两物体不能看成质点,所以选项B错误。
2.两个质量均匀的球体相距为r,它们之间的万有引力为1×10-8 N,若它们的质量、距离都增加为原来的2倍,则它们之间的万有引力为( )
A.1×10-8 NB.2×10-8 N
C.4×10-8 ND.8×10-8 N
【解析】选A。根据万有引力定律F=G ,若它们的质量、距离都增加为原来的2倍,则万有引力不变,仍为1×10-8 N,故选项A正确。
【典例示范1】 如图所示,P、Q为质量相同的两质点,分别置于地球表面的不同纬度上,如果把地球看成一个均匀球体,P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动,则下列说法正确的是 ( )
A.P、Q做圆周运动的向心力大小相等
B.P、Q所受地球引力大小相等
C.P、Q做圆周运动的线速度大小相等
D.P所受地球引力大于Q所受地球引力
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