粤教版物理必修2同步教学课件：3.1 万有引力定律

课件26张PPT。第一节　万有引力定律目标导航预习导引目标导航预习导引二一三一、地心说与日心说
1.地心说:地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动,以古希腊哲学家托勒密为代表人物.
2.日心说:太阳是宇宙的中心,地球和其他行星都绕太阳运动.由波兰天文学家哥白尼提出.目标导航二一预习导引三二、开普勒行星运动规律 预习交流
行星绕太阳在椭圆轨道上运行,行星距太阳较近处与距太阳较远处相比较,运动速率何处较大?
答案:由开普勒第二定律可知,由于在相等的时间内,行星与太阳的连线扫过相等的面积,显然相距较近时相等时间内经过的弧长较长,因此运动速率较大.目标导航一预习导引二三三、万有引力定律
1.发现:牛顿在前人研究的基础上,经严密的推理运算和实践检验,提出了万有引力定律.
2.内容:宇宙间任意两个有质量的物体间都存在相互吸引力,其大小与两物体的质量乘积成正比,与它们间距离的二次方成反比.
3.公式:F=_________,其中m1、m2分别为两物体的质量,r为两物体间的距离,G为引力常数,英国科学家卡文迪许最先利用扭秤测出G=6.67×10-11 N·m2/kg2.?一二三迁移应用典题例解知识精要一、开普勒行星运动定律 一二三迁移应用典题例解知识精要一二三迁移应用典题例解知识精要【例1】 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知(　　)
A.太阳位于木星运行轨道的中心
B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方
D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积一二三迁移应用典题例解知识精要解析:由开普勒第一定律(轨道定律)可知,太阳位于木星运行轨道的一个焦点上,A错误.火星和木星绕太阳运行的轨道不同,运行速度的大小不可能始终相等,B错误.根据开普勒第三定律(周期定律)知所有行星轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的二次方的比值是一个常数,C正确.对于某一个行星来说,其与太阳连线在相同的时间内扫过的面积相等,不同行星在相同的时间内扫过的面积不相等,D错误.
答案:C一二三迁移应用典题例解知识精要一二三迁移应用典题例解知识精要1.某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为a,近日点离太阳的距离为b,过远日点时行星的速度为va,则过近日点时的速度为(　　)答案:C
解析:如图所示,A、B分别为远日点、近日点,由开普勒第二定律知太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等,取足够短的时间Δt,则有vaΔta=vbΔtb,所以一二三迁移应用典题例解知识精要2.已知两颗行星的质量m1=2m2,公转周期T1=2T2,则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为(　　)答案:C
解析:迁移应用典题例解一二三思考探究知识精要二、对万有引力定律的理解
1.对万有引力定律 的说明
(1)引力常数G:G=6.67×10-11 N·m2/kg2.其物理意义为引力常数在数值上等于两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力.
(2)距离r:公式中的r是两个质点间的距离,对于均匀球体,就是两球心间的距离.
2.万有引力定律适用的条件
(1)万有引力定律适用于两个质点间的相互作用.
(2)两个质量分布均匀的物体,当其间距很大时,适用于该定律,距离r为两物体中心间的距离.
(3)一个均匀球体与球外一个质点间的相互作用适用于该定律,其中r为球心到质点间的距离.迁移应用典题例解一二三思考探究知识精要3.对万有引力定律的理解 迁移应用典题例解思考探究一二三知识精要万有引力定律的适用条件是什么?什么情况下能把物体看成质点呢?如果计算太阳与行星间的引力时,可不可以看成质点?那么这时r应该代表什么?
答案:只适用于两个质点间的引力,当物体之间的距离远大于物体本身时,物体可看成质点;当两物体是质量分布均匀的球体时,它们间的引力可直接用公式计算,但式中的r是指两球心间的距离,或者说是行星的轨道半径.一二三迁移应用典题例解思考探究知识精要【例2】 (2015安徽理综)由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式,三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况).若A星体质量为2m,B、C两星体的质量均为m,三角形的边长为a,求:
?
(1)A星体所受合力大小FA;
(2)B星体所受合力大小FB;
(3)C星体的轨道半径RC;
(4)三星体做圆周运动的周期T.一二三迁移应用典题例解思考探究知识精要一二三迁移应用典题例解思考探究知识精要一二三迁移应用典题例解思考探究知识精要一二三迁移应用典题例解思考探究知识精要1.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 ,下列说法正确的是(　　)
A.两物体所受引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力
B.当两物体间的距离r趋于0时,万有引力无穷大
C.当有第三个物体放入这两个物体之间时,这两个物体间的万有引力将不变
D.两个物体所受的引力性质可能相同,也可能不同
答案:C
解析:物体间的万有引力是一对相互作用力,始终等大反向,故选项A错误.当物体间距离趋于0时,物体就不能看成质点,因此万有引力定律不再适用,物体间的万有引力不会变得无穷大,选项B错误.物体间万有引力的大小只与两物体的质量m1、m2和物体间的距离r有关,与是否存在其他物体无关,故选项C正确.物体间的万有引力是一对同性质的力,选项D错误.一二三迁移应用典题例解思考探究知识精要2.地球质量大约是月球质量的81倍,在嫦娥三号探月卫星通过月、地之间某一位置时,月球和地球对它的引力大小相等,该位置到月球中心和地球中心的距离之比为(　　)
A.1∶3 B.1∶9 C.1∶27 D.9∶1
答案:B知识精要迁移应用典题例解一二三三、万有引力与重力的关系
1.重力是万有引力的分力知识精要迁移应用典题例解一二三知识精要迁移应用典题例解一二三【例3】 (2015重庆理综)宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象.若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常数为G,则飞船所在处的重力加速度大小为(　　)解析:飞船所受万有引力等于其所在高度处的重力,答案:B 知识精要迁移应用典题例解一二三知识精要迁移应用典题例解一二三1.一个物体在地球表面所受的重力为G,在距地面高度为地球半径的位置,物体所受地球的引力大小为(　　)
?
答案:C
2.火星半径为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的 .一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为100 kg,则在火星上其质量为多少?重力为多少?
答案:100 kg　436 N