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第七章 万有引力与宇宙航行
第二节 万有引力定律
第二节|万有引力定律
核心素养点击
物理观念 知道太阳与行星间存在着引力作用,是行星绕太阳运动的原因;知道太阳与行星间引力的方向和表达式;知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力,知道万有引力定律的适用范围;会用万有引力定律解决简单的引力计算问题
科学思维 会用万有引力定律解决简单的引力计算问题,知道万有引力定律公式中r的物理意义,了解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义
科学探究 了解万有引力定律发现的意义,体会在科学规律发现过程中猜想与求证的重要性
科学态度与责任 体会科学家们实事求是、尊重客观事实、不迷信权威、敢于坚持真理和勇于探索的科学态度和科学精神,体会描述自然追求简单和谐是科学研究的动力之一
人类对于行星运动规律认识的过程
伽利略:一切物体都有合开的趋势,这种趋势导致物体做圆周运动。
开普勒:受到了来自太阳的类似电磁力的作用。
苗卡儿:在行星的周围有旋转的物质作用在行星上,使得行星绕太阳运动。
胡克、哈雷:行星的运动是太阳吸引的缘故,如果轨道为圆形,
引力的大小跟行星到太阳的距离的二次方成反比。
梳理主干新知初感悟
太阳对行星的引力关系推导
消去T
讨论
3、太阳与行星间引力的推导
太阳与行星间引力公式的应用
【典例一】
2、月——地检验
3、万有引力定律
万有引力定律公式的适用条件
万有引力定律的性质理解
定律 内容
普遍性 宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力
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
宏观性 质量较小的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
特殊性 两物体间的万有引力只与它们本身的质量和它们之间的距离有关,而与它们所在空间的性质无关,也与周围有无其他物体无关
万有引力与重力的关系
影响重力(重力加速度)大小的因素(把地球看成是一个质量分布均匀的球体)
万有引力大小的计算
【典例二】
2、关于万有引力定律的适用范围,下列说法中正确的是( )
A.只适用于天体,不适用于地面物体 B.只适用于球形物体,不适用于其他形状的物体 C.只适用于质点,不适用于实际物体 D.适用于自然界中任意两个物体之间
解题思路: A、万有引力定律既适用于天体,也适用于地面物体.故A错误. B、万有引力定律适用于其他形状的物体.故B错误. C、万有引力定律适用于质点,也适用于实际物体.故C错误. D、万有引力定律的适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力.故D正确.
答案:D
【典例三】
4、引力常量
【典例四】
4、关于万有引力定律的建立,下列说法中正确的是( )
A.卡文迪许仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系 B.“月—地检验”表明物体在地球上受到地球对它的引力是它在月球上受到月球对它的引力的60倍 C.“月—地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律 D.引力常量G的大小是牛顿根据大量实验数据得出的
解题思路:牛顿探究天体间的作用力,得到行星间引力与行星间距离的平方成反比,并进一步扩展为万有引力定律,并不是卡义迪许提出的,故A错误;万有引力定律建立后,经历过“月一地检验”,表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律,故B错误,C正确;牛顿发现万有引力定律,但是没有测得引力常量G的大小,G的大小是卡文迪许测得的,故D错误。
答案:C
【基础练习】
1、人类对行星运动规律的认识漫长而曲折,牛顿在前人研究的基础上,得出了科学史上最伟大的定律之一—万有引力定律.对万有引力的认识,下列说法正确的是( )
A.行星观测记录表明,行星绕太阳运动的轨道是圆,而不是椭圆
B.太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
C.地球使树上苹果下落的力,与太阳、地球之间的吸引力不是同一种力
D.卡文迪许在实验室里较为准确地得出了引力常量G的数值
解析:A. 根据开普勒第一定律可知,所有行星绕太阳的运动都是椭圆,故A错误。
B. 太阳与行星间的引力就是万有引力,万有引力适用于一切天体之间,故B错误。
C. 地球对地面上物体的引力本质上就是万有引力,故C错误。
D. 万有引力常量G是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的,故D正确;故选:D。
答案:D