7.2.2万有引力定律之三大专题课件(共21张PPT)-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

(共21张PPT)
7.2.2 万有引力定律之
三大专题
复习回顾：
1、几位科学家的观点？
2、牛顿如何验证太阳与行星间的引力的？
3、什么是月地检验？
4、如何月地检验？
6、万有引力定律的性质？
7、万有引力定律的适用条件？
5、万有引力定律的内容和公式？
8、引力常量是由哪国科学家利用什么装置测出来的？
9、G的取值和物理意义？
1.纬度对重力的影响
　　如图所示,设地球的质量为M,半径为R,A处物体的质量为m,物体受到地球的万有引力为F引,方向指向地心O。由万有引力定律公式可得F引=G 。F向提供物体随地球自转需要的向心力,方向垂直于地轴;mg就是物体的重力G,产生使物体压地面的效果。
专题一：万有引力与重力
(1)赤道上：重力和向心力在一条直线上F引＝Fn＋mg，即G ＝mRω2＋mg，所以mg＝G －mRω2。
O
FN
Fn
F引
mg
·
O
FN
F引
mg
·
(2)地球两极处：向心力为零，
所以mg＝F＝G 。
(3)其他位置：重力是万有引力的一个分力，重力的大小mg(4)结论：随着纬度的升高,物体随地球自转的向心加速度逐渐减小,重力逐渐增大。
2.高度对重力的影响(不考虑地球自转)
(1)在地球表面:mg=G →地球表面的重力加速度g= （黄金代换） 。
(2)在距地面高h处:mgh=G →离地面高h处的重力加速度gh= ,高度h越大,重力加速度gh越小。
(3)g和gh的关系: = 。
例1、地球赤道上的物体，由于地球自转产生的向心加速度a＝3.37×10－2 m/s－2，赤道上的重力加速度g＝9.77 m/s2，试问：
(1)质量为m的物体在地球赤道上所受地球的万有引力为多大？
(2)要使在赤道上的物体由于地球的自转而“飘”起来(完全失重)，地球自转的角速度应加快到实际角速度的多少倍？
专题二： “填补法”求解万有引力
　　计算一些不完整球形物体(含球穴)间的万有引力时,常采用“填补法”。所谓填补法,就是对于非对称的物体,通过填补后构成对称物体,然后再利用对称物体所满足的物理规律进行求解的方法。利用“填补法”求解物体间的万有引力的具体步骤为:
(1)把从均匀球体上挖去的部分补上;
(2)计算完整球体所受的万有引力;
(3)计算补上部分所受的万有引力;
(4)两者之差即所求球体剩余部分所受的万有引力。
【例 2】质量为 M 的均匀实心球体半径为 R，球心为 O 点，在球的右侧挖去一个半径为—的小球，将该小球置于OO′连线上距 O 为 L 的 P 点，O′为挖去小球后空腔部分的中心，如图所示，则大球剩余部分对 P 点小球的引力为多大？
R
2
例3.有一半径为2R，密度为ρ的均匀球体A，现在A中挖去一半径为R的球体B，如图所示，放置在距离球心O为5R的地方，剩下部分A对B的万有引力为F1，若将挖空的地方注满密度为ρ/2的某种液体，被注满液体的球体A对B的万有引力为F2，则F1/F2为（ ）
A、6/7
B、14/15
C、206/231
D、208/233
C
专题三：万有引力定律两个重要推论
推论一:在匀质球壳内的任意位置处,质点受到球壳万有引力的合力为零。
质点处于球壳的中心
质点不处于球壳的中心
推论二:在匀质球体内部距离球心r处,质点受到的引力就等于半径为r的球体对质点的引力。
h
R
M0
M
如图，地球内部距离表面为h处的物体受到的万有引力是由内部半径为R－h的球体（红色部分）施加的。外部（蓝色部分）整体对物体的引力的合力为零。
A
例4.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（ ）
A.

B.

C.


D.

练1.关于地球表面上万有引力与重力的关系，考虑地球的自转，把地球看作
质量均匀分布的球体，下列说法正确的是( )
B
A.在任何地方重力都等于万有引力，方向都指向地心
B.地球两极处物体的万有引力等于重力，即
C.在地球除两极的其他位置，重力是万有引力的一个分力，重力的大
小
D.赤道上物体的万有引力等于物体的向心力，即
练2.[河北邯郸2023高一下检测] 2020珠峰高程测量登山队于北京时间5月
27日上午11时整，成功登顶珠峰，人类首次在珠峰峰顶开展重力测量.如果
忽略地球自转的影响，测得一个物体在峰底的重力为 ，在峰顶的重力
为 ，峰底离地心的距离为 ，则峰顶的高度为( )
B
B.
C. D.
解析 如果忽略地球自转的影响，在峰底时满足 ，在峰顶时满足 ，联立
解得 ，B正确.
练3.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，不考虑地球自转的影响，距离地球球心为r处的重力加速度大小可能为如下图像中的哪一个
A
B
C
D
A