7.2 万有引力定律 导学案 （无答案）

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7.2万有引力定律
【学习目标】
1.理解万有引力定律的推导过程，体会结合现有知识，进行大胆猜想，接以严格求证的科学探究思路
2.知道万有引力定律的发现打破了亚里士多德的天上运动和地面运动本质不同的错误认识，完成了人类认识的统一。
3. 了解引力常量G的物理意义，了解扭称实验，并认识到扭称实验在物理思想上的重大意义。
4.学会使用万有引力定律计算简单的天体问题，认识到万有引力定律的使用条件。
【学习重难点】
重点
通过已学过知识的组合推导万有引力定律，应用万有引力定律解决简单问题
难点
万有引力定律的适用条件
【新知基础】
知识点一 向心力
1.定义：做圆周运动的物体，指向 圆心 方向上的合力。
2.公式：向心力的大小：＝ ＝ ＝.
知识点二 开普勒第三定律
第三定律（周期定律）：行星轨道半长轴的__三次方__与公转周期的 二次方 _的比值是一个常量．其表达式为 (k是一个常数，对于绕同一中心天体运动的行星来说，k的大小与行星无关，只与中心天体的质量有关；中心天体不同k不同)
知识点三 牛顿第三定律
1.内容：
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
【预习新知】
万有引力
1.定义：任何具有_质量_的物体间都存在相互吸引的作用力，这种力叫做万有引力。
2.相互性：万有引力符合牛顿第_三_定律。
（二）万有引力定律
1.万有引力定律内容：两个物体间的引力的大小，跟这两个物体的_质量_的乘积成正比，跟_距离_的平方成反比。
2.公式：
3.引力常量G
，它的物理意义是：两个1Kg的物体，他们的距离为1米时，他们的万有引力的大小为。
4.适用条件：
（1）万有引力公式适用于_质点_间引力大小的计算，
（2）若是均匀球体，则r为两球体_球心_之间的直线距离。
（三）卡文迪许实验（扭秤实验）
1.目的：
①验证_万有引力定律_定律；
②测量_引力__常量。
2.意义：开创了弱力测量的新时代
【典例一】（多选）对于万有引力定律的表达式 ，下列说法中正确的是（ ）
A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的
B.当r趋于零时，万有引力趋于无限大
C.两物体受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关
D.两物体受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
【典例二】如图所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为（ ）
A B
C D
【典例三】两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，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）
A．2F B．4F C．8F D．16F
【典例四】如图所示为一质量为M的球形物体,质量分布均匀,半径为R,在距球心2R处有一质量为m的质点。若将球体挖去一个半径为的小球,两球心和质点在同一直线上,且挖去的球的球心在原来球心和质点连线外,两球表面相切。已知引力常量为G,则剩余部分对质点的万有引力的大小为
B.
D.
【巩固训练】
1. (多选)如图所示,三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上,设地球质量为M,半径为R。下列说法正确的是（ ）
地球对任意一颗卫星的引力大小为
任意一颗卫星对地球的引力大小为
两颗卫星之间的引力大小为
三颗卫星对地球引力的合力大小为
2.下列说法中正确的是（ ）
A.两物体间的万有引力总是大小相等,方向相反.是一对作用力与反作用力
B.根据表达式可知,r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大
C.牛顿发现了万有引力定律,并测出了引力常量G
D.开普勒第三定律表达式＝k中,k是一个与中心天体无关的常量
3．物理学领域中具有普适性的一些常量,对物理学的发展有很大作用,引力常量G就是其中之一。1798年,卡文迪什首次利用如图所示的装置,比较精确地测量出了引力常量。下列说法错误的是 ( )
A.引力常量不易测量的一个重要原因就是地面上普通物体间的引力太微小
B.月球上的引力常量等于地球上的引力常量
C.这个实验装置巧妙地利用放大原理,提高了测量精度
D.引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比,与两物体间距离的平方成正比