万有引力定律人教版 高中物理必修第二册学案.docx

1、万有引力定律人教版 高中物理必修第二册学案 高一 必修二 物理导学案万有引力定律一、学习目标： 1知道太阳与行星间存在引力，了解太阳与行星间的引力表达式的推导过程。2理解万有引力定律的含义，并会运用其公式解决简单的引力计算问题。3知道万有引力定律公式的适用范围。二、自主阅读反馈: 1、行星与太阳间的引力太阳对行星的引力大小:太阳对行星的引力F与行星的质量m成正比,与行星与太阳的距离的二次方(r2)成反比,即F_。(1)大小：行星与太阳的引力与太阳的质量m太成正比,即F ,写成等式就是F=_。（2）方向:_。2、地月检验：猜想:维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,同样遵从“_”的

2、规律。检验方法：(1)物体在月球轨道上运动时的加速度:a=_。(2)月球围绕地球做匀速圆周运动的加速度:a=_。(3)对比结果:月球在轨道高度处的加速度近似等于_。结论：地面物体受地球的引力,月球所受地球的引力,太阳与行星的引力,遵从相同的规律。3、万有引力定律：内容：自然界中任何两个物体都_,引力的方向在_,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成_,与它们之间的距离r的二次方成_。公式：F=_。引力常量：测量者:_。数值:G= _。三、探究思考情境1、牛顿在前人研究的基础上认为任何方式改变速度都需要力,行星运动需要的力是哪个天体对它产生的力?情景2、拉住月球使它围绕地球运动的力,与拉着苹果

3、下落的力以及太阳对行星的力是否遵循相同的规律呢?情景3、既然太阳与行星之间、地球与月球之间,以及地球与地面物体之间具有“与两个物体质量成正比,与它们之间的距离二次方成反比”的吸引力,是否任意两个物体之间都有这样的力呢?情景4、李华认为两个人距离非常近时,根据公式F= 得出:r0时,F 。李华同学的想法正确吗?为什么?典例1、要使两物体间的万有引力减小到原来的四分之一,下列办法不可采用的是(B)A.使两物体的质量各减少一半,距离不变B.使两物体间的距离和两物体的质量都减为原来的四分之一 C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变D.使其中一个物体的质量减小到原来的四分之一,距离不变练习：1、下

4、列关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是(C)A不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力B只有天体间的引力才能用FG计算C由FG知，两质点间距离r减小时，它们之间的引力增大D引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.671011 Nm2/kg22、多选对于万有引力定律的表达式FG，下列说法中正确的是（ AD）A公式中G为引力常量，与两个物体的质量无关B当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大Cm1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力Dm1与m2受到的引力大小总是相等的，而与m1、m2是否相等无关考点：万有引力和重力1、如图所示，设地球的质量为M，半径为R，A处物体的质量为

5、m，则物体受到地球的吸引力为F，方向指向地心O，由万有引力公式得FG。引力F可分解为F1、F2两个分力，其中F1为物体随地球自转做圆周运动的向心力Fn，F2就是物体的重力mg。2、重力与纬度的关系：地面上物体的重力随纬度的升高而变大。(1)赤道上：重力和向心力在一条直线上FFnmg，即Gmr2mg，所以mgGmr2。(2)地球两极处：向心力为零，所以mgFG。(3)其他位置：重力是万有引力的一个分力，重力的大小mgG，重力的方向偏离地心。3、重力与高度的关系由于地球的自转角速度很小，故地球自转带来的影响很小，一般情况下认为在地面附近：mgG，若距离地面的高度为h，则mgG(R为地球半径，g为离

6、地面h高度处的重力加速度)。所以距地面越高，物体的重力加速度越小，则物体所受的重力也越小。典例2、假设有一星球的密度与地球相同，但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的(D)A. B4倍C16倍 D64倍四、课堂检测与练习1.万有引力常量适应于任何两个物体,引力常量的普适性成了万有引力定律正确性的最早证据。引力常量G不仅有大小,还有单位。下面哪个选项是用国际单位制中的基本单位来表示引力常量G的单位的(C)A.Nm2/kg2B.Nm/kg2C.m3/(kgs2)D.m3kg2/s22.太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F大小相等,其依据是 (C)A.牛顿第一

7、定律 B.牛顿第二定律C.牛顿第三定律 D.开普勒第三定律3.2019年6月25日,我国在西昌卫星发射中心成功发射第46颗北斗导航卫星,卫星离开地球的过程中,用R表示卫星到地心的距离,用F表示卫星受到地球的引力。下列图像中正确的是(D)4.设想把质量为m的物体放在地球的中心,地球质量为M、半径为R,则物体与地球间的万有引力为(A)A.零 B.无穷大C.D.5.某未知星体的质量是地球质量的,直径是地球直径的,则一个质量为m的人在未知星体表面受到的引力F星和地球表面所受引力F地的比值为 (B)A.16B.4C.D.6、(多选)在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道

8、。已知太阳质量约为月球质量的2.7107倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是 (AD)A.太阳引力远大于月球引力B.太阳引力与月球引力相差不大C.月球对不同区域海水的吸引力大小相等D.月球对不同区域海水的吸引力大小有差异7、为检验“使月球绕地球运动的力”与“使地面附近苹果下落的力”遵循同样的规律,牛顿进行了“月地检验”。已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍,“月地检验”需要验证 (B)A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的B.月球公转的加速度约为苹果下落时加速度的C.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果

9、的力的602倍D.月球公转的加速度约为苹果下落时加速度的602倍8、(多选)如图所示,三颗质量均为m的地球同步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 (BC)A.地球对一颗卫星的引力大小为B.一颗卫星对地球的引力大小为C.两颗卫星之间的引力大小为D.三颗卫星对地球引力的合力大小为9、已知太阳的质量为M,地球的质量为m1,月球的质量为m2,当发生日食时,太阳、月球、地球几乎在同一直线上,且月球位于太阳与地球中间,如图所示。设月球到太阳的距离为a,到地球的距离为b,则太阳对地球的引力F1和太阳对月球的引力F2的大小之比为多少?【解析】由太阳对地球和月球的吸引

10、力满足F=G知:太阳对地球的引力F1=G,太阳对月球的引力F2=G,故=。答案:10、火星半径是地球半径的,火星质量大约是地球质量的,那么:(1)地球表面上质量为50kg的宇航员在火星表面上受到的重力是多少?(2)若宇航员在地球表面能跳1.5m高,那他在火星表面能跳多高?(在地球表面的重力加速度g取 10m/s2)【解题指南】本题涉及星球表面重力加速度的求法,应先求火星表面的重力加速度,再求宇航员在火星表面所受的重力;然后再利用竖直上抛运动规律求上升的高度。【解析】(1)在地球表面有mg=G,得g=G,同理可知,在火星上有g=G,即g=g= m/s2宇航员在火星上受到的重力G=mg=50 N=222.2 N。(2)在地球表面宇航员跳起的高度H=,在火星表面宇航员跳起的高度h=,综上可知,h=H=1.5 m=3.375 m。答案:(1)222.2 N(2)3.375 m