7.2 万有引力定律（强化提高）课件— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册24张PPT
文档属性
| 名称 | 7.2 万有引力定律（强化提高）课件— 2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册24张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 926.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-19 22:56:12 | ||
图片预览
文档简介
第七章万有引力与宇宙航行
第2节万有引力定律
目录
考情分析
能力拓展
对应例题
拓展训练
考情分析
考情分析
万有引力定律及其应用在考试说明中为II级要求，在每年的高考中都会出现,通常与运动学规律、牛顿运动定律等知识结合起来进行综合考查，往往需要进行推导和计算，多以选择题形式出现，试题难度中等偏下。
能力拓展
重力与万有引力的区别与联系
1.万有引力与重力
我们知道在地球和物体之间的吸引力也是万有引力，而重力是由于地球的吸引而产生的，由此可见这两个力是有所不同的，那么它们究竟有什么关系呢?
重力与万有引力的区别与联系
由于地球在不停地自转，地球上的物体随地球一起绕地轴上一 点(不一定在地球中心)做匀速圆周运动。地球表面上的物体所受的万有引力????引可以分解成物体随地球自转做匀速圆周运动的向心力????向(方向指向地轴的某一点)和所受的重力G,其中,????引=????????????????2，????向=????????????2，重力只是万有引力的一一个分力。万有引力,重力G和物体由于随地球自转所需要的向心力,三个力的关系如图所示。
?
重力与万有引力的区别与联系
(1)物体在一般位置(不在赤道和两极)时，????向=????????????2，????向、????引、G不在一条直线上。
(2)当物体在赤道上时,达到最大值????向????????????，????向????????????=????????????2此时重力G最小,????????????????=????引?????向=????????????????2?????????????2。
?
重力与万有引力的区别与联系
(3)当物体在两极时????向=0,G=????引,重力达到最大值。可见只有在两极时，重力等于万有引力,其他位置时重力小于万有引力。
?
重力与万有引力的区别与联系
2.黄金代换式
由于物体随地球自转需要的向心力很小，一般情况下认为重力近似等于万有引力。因此不考虑地球自转(忽略)的影响时，在地球附近有mg=????????????????2，化简得????????2=GM。????????2=GM通常叫作黄金代换式，适用于任何天体，主要用于某星体的质量M未知的情况下，用该星体的半径R和表面的“重力加速度”g代换M。
?
重力加速度的计算方法
(1)在地球表面附近(h?R)处的重力加速度g。(不考虑自转)
根据万有引力定律,有mg=????????????????2，g=G????????2=9.8m/????2
式中M=5.98x1024kg，R=6.37 x 106m。
?
重力加速度的计算方法
(2)在地球上空距离地心r=R +h处的重力加速度为g'。
根据万有引力定律,得g'=????????????????2∝1????2，????‘????=????????2=????????+?2，则g'=????2??+?2????
(2)在质量为M' ,半径为R'的任意天体表面上的重力加速度为g’。根据万有引力定律，有g'=G????’????‘2∝????’????‘2，????’????=????’????????????’，则????’=????’????????????’2????
?
赤道上物体失重的几条规律
(1)物体在赤道上的视重等于地球的引力与物体随地球自转做匀速圆周运动所需的向心力之差。
对地球上的物体受力分析,由牛顿第二定律得，所以，物体在赤道上的视重
(2)物体在赤道上失去的重力等于绕地轴转动所需的向心力。
物体在赤道上失去的重力，即视重的减少量F =mg?????????=m????2???? 。
?
对应例题
1.据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为
2.如图所示，两球间的距离为r0.两球的质量分布均匀，质量分别为m1、m2，半径分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为
拓展训练
1. 用m表示地球的通信卫星(同步卫星)的质量,h表示离地面的高度,用R表示地球的半径,g表示地球表面的重力加速度,ω表示地球自转的角速度,则通信卫星所受地球对它的万有引力的大小为( )
A. B. C. D.
答案：BCD
解析：地球同步卫星的角速度与地球自转的角速度ω相同,轨道半径为r=R+h,则根据向心力公式得地球对卫星的引力大小为 。
该卫星所受地球的万有引力为 ,
在地球表面有 ,得到 ,联立得 。由
, 解得 ,
所以可得 ,由于地球的质量M未知,故B、C、D正确,A错误。
2．我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造地球卫星，它们在不同的轨道上绕地球运行. 若一颗质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的距离为h，已知引力常量G、地球质量M和地球半径R.
(1)求地球对卫星万有引力的大小F；
(2)卫星绕地球运行的线速度。
答案：(1)卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有
,所以向心加速度的大小为
(2)设卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度为v
由 ,得
3．质量为m人造地球卫扭绕地球球心作匀速圆周运动，卫星到地面的高度为h，地球的半径为R，质量为万有引力常量为G,自转不考虑。求：
(1) 卫星与地球间的万有引力大小；
(2) 卫星的运动周期；
(3) 地球表面处的g力加速度大小。
答案：（1）万有引力
（2）向心力公式
解得
（3）在地球表面：
解得：
Thank You!
第2节万有引力定律
目录
考情分析
能力拓展
对应例题
拓展训练
考情分析
考情分析
万有引力定律及其应用在考试说明中为II级要求，在每年的高考中都会出现,通常与运动学规律、牛顿运动定律等知识结合起来进行综合考查，往往需要进行推导和计算，多以选择题形式出现，试题难度中等偏下。
能力拓展
重力与万有引力的区别与联系
1.万有引力与重力
我们知道在地球和物体之间的吸引力也是万有引力，而重力是由于地球的吸引而产生的，由此可见这两个力是有所不同的，那么它们究竟有什么关系呢?
重力与万有引力的区别与联系
由于地球在不停地自转，地球上的物体随地球一起绕地轴上一 点(不一定在地球中心)做匀速圆周运动。地球表面上的物体所受的万有引力????引可以分解成物体随地球自转做匀速圆周运动的向心力????向(方向指向地轴的某一点)和所受的重力G,其中,????引=????????????????2，????向=????????????2，重力只是万有引力的一一个分力。万有引力,重力G和物体由于随地球自转所需要的向心力,三个力的关系如图所示。
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重力与万有引力的区别与联系
(1)物体在一般位置(不在赤道和两极)时，????向=????????????2，????向、????引、G不在一条直线上。
(2)当物体在赤道上时,达到最大值????向????????????，????向????????????=????????????2此时重力G最小,????????????????=????引?????向=????????????????2?????????????2。
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重力与万有引力的区别与联系
(3)当物体在两极时????向=0,G=????引,重力达到最大值。可见只有在两极时，重力等于万有引力,其他位置时重力小于万有引力。
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重力与万有引力的区别与联系
2.黄金代换式
由于物体随地球自转需要的向心力很小，一般情况下认为重力近似等于万有引力。因此不考虑地球自转(忽略)的影响时，在地球附近有mg=????????????????2，化简得????????2=GM。????????2=GM通常叫作黄金代换式，适用于任何天体，主要用于某星体的质量M未知的情况下，用该星体的半径R和表面的“重力加速度”g代换M。
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重力加速度的计算方法
(1)在地球表面附近(h?R)处的重力加速度g。(不考虑自转)
根据万有引力定律,有mg=????????????????2，g=G????????2=9.8m/????2
式中M=5.98x1024kg，R=6.37 x 106m。
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重力加速度的计算方法
(2)在地球上空距离地心r=R +h处的重力加速度为g'。
根据万有引力定律,得g'=????????????????2∝1????2，????‘????=????????2=????????+?2，则g'=????2??+?2????
(2)在质量为M' ,半径为R'的任意天体表面上的重力加速度为g’。根据万有引力定律，有g'=G????’????‘2∝????’????‘2，????’????=????’????????????’，则????’=????’????????????’2????
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赤道上物体失重的几条规律
(1)物体在赤道上的视重等于地球的引力与物体随地球自转做匀速圆周运动所需的向心力之差。
对地球上的物体受力分析,由牛顿第二定律得，所以，物体在赤道上的视重
(2)物体在赤道上失去的重力等于绕地轴转动所需的向心力。
物体在赤道上失去的重力，即视重的减少量F =mg?????????=m????2???? 。
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对应例题
1.据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为
2.如图所示，两球间的距离为r0.两球的质量分布均匀，质量分别为m1、m2，半径分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为
拓展训练
1. 用m表示地球的通信卫星(同步卫星)的质量,h表示离地面的高度,用R表示地球的半径,g表示地球表面的重力加速度,ω表示地球自转的角速度,则通信卫星所受地球对它的万有引力的大小为( )
A. B. C. D.
答案：BCD
解析：地球同步卫星的角速度与地球自转的角速度ω相同,轨道半径为r=R+h,则根据向心力公式得地球对卫星的引力大小为 。
该卫星所受地球的万有引力为 ,
在地球表面有 ,得到 ,联立得 。由
, 解得 ,
所以可得 ,由于地球的质量M未知,故B、C、D正确,A错误。
2．我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造地球卫星，它们在不同的轨道上绕地球运行. 若一颗质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的距离为h，已知引力常量G、地球质量M和地球半径R.
(1)求地球对卫星万有引力的大小F；
(2)卫星绕地球运行的线速度。
答案：(1)卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有
,所以向心加速度的大小为
(2)设卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度为v
由 ,得
3．质量为m人造地球卫扭绕地球球心作匀速圆周运动，卫星到地面的高度为h，地球的半径为R，质量为万有引力常量为G,自转不考虑。求：
(1) 卫星与地球间的万有引力大小；
(2) 卫星的运动周期；
(3) 地球表面处的g力加速度大小。
答案：（1）万有引力
（2）向心力公式
解得
（3）在地球表面：
解得：
Thank You!