2025-2026学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册 第4章 第1节 天地力的综合万有引力定律 课件

第1节　天地力的综合：万有引力定律目 录 01.基础知识·准落实02.核心要点·快突破03.教学效果·勤检测04.课时训练·提素能基础知识·准落实梳理归纳 自主学习 01 知识点一　行星运动的规律一个焦点　面积相等　 知识点二　万有引力定律1. 万有引力定律正比　平方　6.67×10－11 N·m2/kg2　球心　2. “月—地”检验证明了地球对地面物体的引力和天体之间的引力具有 ⁠ ，遵循 ⁠。相同性质　同样的规律　知识点三　引力常量的测定1. 测定：1798年，英国物理学家 利用 实验，较精确地测出了引力常量数值。2. 意义（1）使万有引力定律能进行定量运算，显示出其真正的实用价值。（2）知道G的值后，利用万有引力定律可以计算出天体的质量，卡文迪许也因此被称为“能称出地球质量的人”。卡文迪许　扭秤　【情景思辨】　如图所示为太阳系中八大行星绕太阳的运动示意图。请判断下列说法的正误。（1）太阳是行星运行轨道的中心，各行星绕太阳做匀速圆周运动。（　×　）× （3）开普勒在天文观测数据的基础上总结出了行星运动的规律。（　√　）（4）开普勒总结出了行星运动的规律并找出了行星按照这些规律运动的原因。（　×　）×√×核心要点·快突破互动探究 深化认知 02 要点一　开普勒定律的理解和应用【探究】　地球绕太阳运动的示意图及春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置如图所示。请思考下列问题：（1）太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？提示： 太阳不在轨道平面中心，夏至、冬至时地球到太阳的距离不同，夏至时地球到太阳的距离比冬至时远。（2）一年之内秋、冬两季比春、夏两季为什么要少几天？提示： 根据开普勒第二定律，地球在秋、冬两季比在春、夏两季离太阳距离近，线速度大，所以秋、冬两季比春、夏两季要少几天。【归纳】特别提醒　　开普勒定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。为了便于研究问题，人们通常认为行星绕太阳做匀速圆周运动。【典例1】　飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T。如果飞船要返回地面，可在轨道上某点A处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在B点相切，如图所示，如果地球半径为R0，求飞船由A点运动到B点所需要的时间。   1. 如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，运行轨道都是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（　　）解析： 　根据开普勒第一定律可知，太阳位于地球运行轨道的一个焦点处，选项A错误；根据开普勒第二定律可知，地球靠近太阳的过程中，运行速率增大，选项B错误；根据开普勒第二定律可知，火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不变，选项C错误；根据开普勒第三定律可知，火星绕太阳运行的半长轴大于地球绕太阳运行的半长轴，可知火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，选项D正确。  要点二　万有引力定律的理解和简单应用【探究】　如图所示，图甲为两个靠近的人，图乙为行星围绕太阳运行，图丙为我国的第一颗人造卫星“东方红一号”围绕地球运行。他们都是有质量的。请思考下列问题：（1）任意两个物体之间都存在万有引力吗？提示： 任意两个物体间都存在万有引力。（2）为什么通常两个人之间感受不到万有引力？而太阳对行星（地球对人造卫星）的引力可以使行星（人造卫星）围绕太阳（地球）运转？提示： 由于人的质量很小，两个人之间的万有引力很小，一般感受不到；但天体质量很大，天体间的引力很大，对天体的运动起决定作用。（3）地球对人的万有引力与人对地球的万有引力大小相等吗？提示： 相等。它们是一对相互作用力。 2. 万有引力的“四性”【典例2】　（多选）如图所示，三颗质量均为m的地球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（　　）    方法技巧“填补法”计算物体间的万有引力　　计算质量分布均匀的不完整的球形物体间的万有引力时，常采用“填补法”。所谓“填补法”，即对本来是非对称的物体，通过“填补”后构成对称物体，然后再利用对称物体所满足的物理规律进行求解的方法。 1. 关于万有引力定律，下列说法中正确的是（　　） 2. 某实心匀质球的半径为R，质量为M，在球外离球面h高处有一质量为m的质点，则其受到实心匀质球的万有引力大小为（　　）解析： 　万有引力定律中r表示两个质点间的距离，因为匀质球可看成质量集中于球心上，所以r＝R＋h，选项B正确。要点回眸教学效果·勤检测强化技能 查缺补漏 03 1. 英国物理学家卡文迪许根据放大原理利用扭秤测出了万有引力常量。下述观点正确的是（　　） 2. 太阳系有八大行星，八大行星离太阳的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同。下列反映周期与轨道半径关系的图像中正确的是（　　）  解析： 　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，不是平衡力，二者大小相等，故A、C正确，B错误；公式中的G为万有引力常量，与太阳、行星均无关，故D正确。   04课时训练·提素能分层达标 素养提升 1. 下列说法正确的是（　　）解析： 　万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用，具有普遍性，故A正确；月—地检验证明了地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同种性质的力，故B错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量，故C错误；当两个物体间距趋近于零时，两个物体不能视为质点，万有引力定律不再适用，故D错误。2. 二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2022年3月20日为春分，9月23日为秋分，可以推算从春分到秋分为187天，而从秋分到春分为179天。设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，如图所示，关于上述自然现象，下列说法正确的是（　　）解析： 　由题图可知，地球到太阳的距离时刻改变。根据开普勒第二定律可知，地球的公转速度大小时刻改变，A错误；由题图可知，从春分到秋分地球离太阳比从秋分到春分远，B正确；由题图可知，夏天地球离太阳较远，C错误；由题图可知，从春分到夏至地球到太阳的距离越来越远，根据开普勒第二定律可知，从春分到夏至地球公转的速度变小，D错误。3. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，其中火星轨道半径为1.524天文单位（地球到太阳的平均距离为一个天文单位，1天文单位约等于1.496亿千米），则火星公转一周约为（　　）   5. 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，半径分别为R1、R2，则两球间的万有引力大小为（　　）    7. 在“金星凌日”的精彩天象中，观察到太阳表面上有颗小黑点缓慢走过，持续时间达六个半小时，那便是金星，如图所示。下面说法正确的是（　　）   9. 地球、火星运行到太阳的两侧且三者近乎处于一条直线，这种现象称作“日凌”。2022年2月下旬至3月中旬，火星探测器“天问一号”处在“日凌”阶段，“天问一号”与地球的通信受到太阳电磁辐射干扰，出现不稳定甚至中断。3月中旬“日凌”结束时，火星的位置可能是（　　） 10. 著名科学家钱学森同志是我国发展“两弹一星”的元勋功臣。1980年10月14日，中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，2001年12月21日，经国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准，这颗小行星被命名为“钱学森星”，以表彰这位“两弹一星”的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献。若将地球和“钱学森星”绕太阳的运动都看成匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示。已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4年，设地球绕太阳运行的轨道半径为R，则“钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为（　　） 11. 如图所示，地球质量M1约为月球质量M2的81倍，地球半径R1约为月球半径R2的4倍，一飞行器在近地圆轨道1上，经一系列变轨后在近月圆轨道2上运行，已知地球中心到月球中心的距离为r。求：（1）飞行器在近地圆轨道1上受到地球的引力F1与在近月圆轨道2上受到月球的引力F2的比值；  （2）O为地月连线上一点，飞行器在该点受到地球和月球的引力的合力为零，求O点到地心的距离r1。  谢谢观看!