高中物理人教版 (新课标)必修23.万有引力定律学案及答案

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修23.万有引力定律学案及答案，共3页。学案主要包含了学习目标，学习重点难点，学习过程，知识回顾，自主学习，合作探究，巩固拓展练习等内容，欢迎下载使用。
能够复述牛顿对万有引力的猜想，能够进行月地检验。
能够复述万有引力定律的内容，能够写出表达式及引力常量的值。
3、能够应用万有引力定律进行相关的运算和分析。
【学习重点难点】
万有引力定律的理解及应用.
【学习过程】
【知识回顾】
1、行星绕太阳做匀速圆周的向心力由谁提供？该力的特点是什么？
2、写出太阳与行星间引力的表达式，其中的G是什么？
【自主学习】
活动1：阅读读教材P39 “月－地检验”部分的内容，回答下面问题：
1、牛顿猜想什么力使苹果落地呢？
2、实验证明即使把苹果放到最高的建筑物或最高的山顶上，苹果的重力也不会明显地减弱，说明地球对苹果的吸引力必定延伸到远得多的地方。那如果把苹果放到月球所在的位置，它们还会不会受到地球给它的重力？
3、根据上面的分析，月球会受到地球的给它的重力作用吗？
4、牛顿的猜想：地球对苹果的力、地球对月球的力及太阳对行星的力可能是同一种性质的力，那它们应该遵循什么样的相同的规律？牛顿时代已经能够精确测定地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，也能比较精确地测定月球与地球的距离为60倍地球半径，r=3.8×108m；月球公转的周期为27.3天。试用这些已知条件验证牛顿猜想。
结论：
活动2：阅读教材P40万有引力定律部分，并回答以下问题：
1、万有引力定律： ，公式 。在公式中，G是 ，叫做 ，在计算时G通常取值G= 。
适用条件：（1）严格地说，该公式只适用于计算两个质点之间的万有引力，如果两物体间的距离远远大于物体本身大小，则两物体看作质点；(2)对于质量分布均匀的球体，可视为质量集中于球心，此时式中的r是两个球体球心间的距离；（3）当r趋于0时，，公式不再适用；（4）对于不能视为质点的物体，可以将物体无限分割成无数个点。
2、引力常量是谁通过什么实验测量出来的？引力常量的测定有什么意义？
3、对万有引力定律的理解：
A、普遍性：万有引力存在于任何两个物体之间，只不过一般物体的质量与星球相比太小了，他们之间的万有引力也非常小，完全可以忽略不计。
B、相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力与反作用力。
C、适用性：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，它们间的引力也可直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。
【合作探究】
例1、设问：既然自然界中任何两个物体间都有万有引力，那么在日常生活中，我们各自之间或人与物体之间，为什么都对这种作用没有任何感觉呢？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？
1．请你根据实际情况，应用合理的数据，计算出前后桌两位同学间的万有引力并回答以上两个问题。

2．已知地球的质量约为6．0×1024kg，地球半径为6．4×106m，请估算其中一位同学和地球之间的万有引力又是多大？
3．已知地球表面的重力加速度，则其中这位同学所受重力是多少？并比较万有引力和重力？
由以上问题我们可以得到什么结论：
例2、两个物体的质量分别是m1和m2，当它们相距为r时，它们之间的引力是F=__________。
(1)若把m1改为2 m1，其他条件不变，则引力为______F。
(2)若把m1改为2m1，m2改为3m2，r不变，则引力为 F。
(3)若把r改为2r，其他条件不变，则引力为_____ F。
(4)若把m1改为3m1，m2改为m2/2，r改为r/2，则引力为_________F。【巩固拓展练习】
1、要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法不可采用的是（ ）
A.使两物体的质量各减小一半，距离不变 B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变
C.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变 D.使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4
2、对于万有引力的表达式，下列说法正确的是（ ）
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趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C．M与m受到的引力总是大小相等的，与M、m是否相等无关
D．M与m受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力
3、证明开普勒第三定律中，太阳系中各行星绕太阳公转轨道半径的三次方，与公转周期的平方的比值k是与太阳质量有关的恒量。
4、设地球的质量为M，地球半径为R，月球绕地球运转的轨道半径为r，试证明在地球引力的作用下：
（1）地面上物体的重力加速度：； （2）月球绕地球运转的加速度：
5、地球半径为R,地面附近的重力加速度为g,试求在地面高度为R处的重力加速度。