粤教版 (2019)第二节 认识万有引力定律课文ppt课件
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(2)天体受到的引力和地面上的重力性质相同。牛顿通过思想实验与数学推导,证明了月球受到的引力与地面上的重力是__________的力。提醒 太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力和反作用力。
体验1:思考辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在推导太阳与行星的引力公式时,用到了牛顿第二定律和牛顿第三定律。( )(2)月球绕地球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力提供的。( )(3)由于太阳质量大于行星质量,故太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力。( )
知识点二 万有引力定律的表达式1.万有引力定律的内容宇宙间的一切物体都是互相吸引的,两个物体间引力的方向在____________上。引力的大小与它们质量的乘积成______,与它们之间距离的________成反比。
提示:不能,仅用于看作质点的物体间。
体验3:填空火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半,则火箭离地面的高度与地球半径之比为_____________。
关键能力·情境探究达成
考点1 太阳与行星间引力
考点3 万有引力和重力的关系
提示:结论是地面物体所受地球的引力,月球所受地球的引力,与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。
考点1 太阳与行星间引力1.模型简化(1)将行星绕太阳的椭圆运动看成匀速圆周运动,太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。
(2)将天体看成质点,且质量集中在球心上。如图所示。
2.太阳对行星的引力(1)推导:
(2)结论太阳对不同行星的引力,与行星的质量m成正比,与行星和太阳间距离r的二次方成反比。
4.行星与太阳间的引力
规律方法 太阳与行星间的引力特点(1)太阳与行星间的引力大小与三个因素有关:太阳质量、行星质量、太阳与行星间的距离。太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向。(2)太阳与行星间的引力是相互的,遵循牛顿第三定律。
A [根据牛顿第三定律,太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对作用力与反作用力,故两个力的大小相等、方向相反,故A正确,B、D错误;太阳对行星的引力受力物体是行星,行星对太阳的引力受力物体是太阳,故两个力不是同一个力,C错误。]
考点2 万有引力定律1.万有引力的四个特性
(4)对G值的理解①目前引力常量推荐的标准值G=6.674 28×10-11N·m2/kg2,通常取G=6.67×10-11 N·m2/kg2。②引力常量有单位,单位符号为N·m2/kg2。③意义:在数值上等于两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互作用力。
[跟进训练]2.(角度1)月-地检验结果表明,地面物体所受地球的引力,月球所受地球的引力,与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。一切物体间都存在这样的引力,为什么我们感觉不到周围物体的引力呢?(1)假若你与同桌的质量均为60 kg,相距0.5 m。粗略计算你与同桌间的引力(已知G=6.67×10-11 N·m2/kg2)。(2)一粒芝麻的质量大约是0.004 g,其重力约为4×10-5 N,是你和你同桌之间引力的多少倍?(3)在对一个人受力分析时需要分析两个人之间的引力吗?
(2)芝麻的重力是你和你同桌之间引力的40倍。
(3)两个人之间的引力很小,所以两个人靠近时,不会吸引到一起。故在进行受力分析时,一般不考虑两物体间的万有引力,除非是物体与天体、天体与天体间的相互作用。
[答案] (1)1×10-6 N (2)40倍 (3)不需要
【典例4】 已知地球的质量M=5.98×1024 kg,半径R=6.37×106 m,试计算质量为m=1.0 kg的物体分别在北极和赤道地面上时重力的大小。(已知地球自转周期为24小时)思路点拨:解此题的关键有两点:(1)分别对物体在不同位置作受力分析。(2)在赤道上物体随地球自转需要外力提供向心力。
[答案] 9.83 N 9.80 N
[跟进训练]4.地球可近似看成球形,由于地球表面上物体都随地球自转,所以有( )A.物体在赤道处受到的地球引力等于两极处,而重力小于两极处B.赤道处的角速度比南纬30°的角速度大C.地球上物体的向心加速度都指向地心,且赤道上物体的向心加速度比两极处大D.地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力
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2.如图所示,两球间的距离为r,两球的质量分布均匀,质量大小分别为m1、m2,半径大小分别为r1、r2,引力常量为G,则两球间的万有引力大小为( )
[答案] 222.2 N
(2)若宇航员在地球表面最高能跳1.5 m高,那他在火星表面最高能跳多高?
[答案] 3.375 m
4.(新情境题,以科幻电影为背景,考查万有引力定律)某年春节黄金档推出由刘慈欣同名小说改编的一部科幻电影,影片主要讲述了科学家突然发现太阳加速老化,未来几百年发生氦闪,从而造成体积膨胀,进而吞噬地球,面对危机,人们团结一致,建造行星发动机,借助赤道发动机使地球停止自转,再利用木星的“引力弹弓”加速,离开太阳系,进入离太阳最近的恒星“比邻星”。每个行星发动机地下5 000 m建造一个容纳30万人口的地底城,连接地底城电梯的加速度为5 m/s2,最大运行速度为100 m/s。(地球是一质量分布均匀的球体,密度均匀的球壳对球壳内物体引力为零)生活在地底城的人们受到地球的引力比在地球表面大还是小,简述原因。
回归本节知识,自我完成以下问题:1.万有引力定律的内容是什么?提示:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比,与它们之间的距离r的二次方成反比。
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