《2018-2019學(xué)年高中物理第5章萬有引力與航天5.2萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的課件滬科版必修2 .ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019學(xué)年高中物理第5章萬有引力與航天5.2萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的課件滬科版必修2 .ppt（30頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、5.2 萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的,第5章 萬有引力與航天,[學(xué)習(xí)目標(biāo)],1.了解萬有引力定律得出的思路和過程. 2.理解萬有引力定律的含義，并能利用萬有引力公式進(jìn)行有關(guān)計(jì)算. 3.知道任何物體間都存在著萬有引力，且遵循相同的規(guī)律.,內(nèi)容索引,,重點(diǎn)探究 啟迪思維 探究重點(diǎn),達(dá)標(biāo)檢測 檢測評價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān),自主預(yù)習(xí) 預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ),自主預(yù)習(xí),一、萬有引力發(fā)現(xiàn)的過程,1.解決引力問題存在三大困難： 困難之一：無數(shù)學(xué)工具解決變化的 運(yùn)動問題. 困難之二：缺乏理論工具計(jì)算天體各部分對行星產(chǎn)生的力的 . 困難之三：眾多天體的引力 的問題無法解決. 2.牛頓對問題的解決方法： (1)牛

2、頓利用他發(fā)明的 方法，越過了變速運(yùn)動的障礙. (2)運(yùn)用模型方法，提出了 的概念，并通過微積分運(yùn)算的論證，把龐大天體的質(zhì)量集中于球心. (3)撇開其他天體的作用不計(jì)，只考慮 的作用.,曲線,總效果,相互干擾,微積分,質(zhì)點(diǎn),太陽對行星,二、萬有引力定律,1.內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互吸引的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成 ，跟它們的距離的二次方成 . 2.表達(dá)式：F＝ . 3.引力常量G＝6.6710－11 Nm2/kg2 (1)物理意義：引力常量在數(shù)值上等于兩個(gè)質(zhì)量都是1 kg的質(zhì)點(diǎn)相距1 m時(shí)的相互吸引力.,正比,反比,(2)引力常量測定的意義

3、 利用扭秤裝置通過改變小球的質(zhì)量和距離，測出G的數(shù)值及驗(yàn)證了萬有引力定律的正確性.引力常量的確定使萬有引力定律能夠進(jìn)行定量的計(jì)算，顯示出真正的實(shí)用價(jià)值. 4.萬有引力的特性 (1)普遍性：萬有引力存在于宇宙中任何兩個(gè)有 的物體之間(天體間、地面物體間、微觀粒子間). (2)相互性：兩個(gè)物體間相互作用的引力是一對作用力和反作用力，符合 .,卡文迪許,質(zhì)量,牛頓第三定律,(3)宏觀性：天體間萬有引力很大，它是支配天體運(yùn)動的原因.地面物體間、微觀粒子間的萬有引力很小，不足以影響物體的運(yùn)動，故常忽略不計(jì). 5.萬有引力公式的適用條件 (1)兩個(gè) 間. (2)兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間

4、，其中r為兩個(gè) 間的距離. (3)一個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)間，r為 的距離.,球心,質(zhì)點(diǎn),球心到質(zhì)點(diǎn),[即學(xué)即用] 1.判斷下列說法的正誤. (1)萬有引力不僅存在于天體之間，也存在于普通物體之間.( ) (2)引力常量是牛頓首先測出的.( ) (3)物體間的萬有引力與它們間的距離成反比.( ) (4)根據(jù)萬有引力表達(dá)式可知，質(zhì)量一定的兩個(gè)物體若距離無限靠近，它們間的萬有引力趨于無限大.( ),答案,√,,,,2.兩個(gè)質(zhì)量都是1 kg的物體(可看成質(zhì)點(diǎn))，相距1 m時(shí)，兩物體間的萬有引力F＝____________ N，一個(gè)物體的重力F′＝____ N，萬有引力F與重

5、力F′的比值為___________.(已知引力常量G＝6.6710－11 Nm2/kg2，重力加速度g＝10 m/s2).,答案,6.6710－11,6.6710－12,10,重點(diǎn)探究,,[導(dǎo)學(xué)探究] 如圖1所示，天體是有質(zhì)量的，人是有質(zhì)量的，地球上的其他物體也是有質(zhì)量的. (1)任意兩個(gè)物體之間都存在萬有引力嗎？為 什么通常兩個(gè)物體間感受不到萬有引力，而 太陽對行星的引力可以使行星圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)？,一、萬有引力定律,答案 任意兩個(gè)物體間都存在著萬有引力.但由于地球上物體的質(zhì)量一般很小(相比較天體質(zhì)量)，地球上兩個(gè)物體間的萬有引力是遠(yuǎn)小于地面對物體的最大靜摩擦力，通常感受不到，但天體質(zhì)量很大，

6、天體間的引力很大，對天體的運(yùn)動起決定作用.,圖1,答案,(2)地球?qū)θ说娜f有引力與人對地球的萬有引力大小相等嗎？,答案 相等.它們是一對相互作用力.,答案,[知識深化] 1.萬有引力定律表達(dá)式F＝G ，式中G為引力常量.G＝6.6710－11 Nm2/kg2，由英國物理學(xué)家卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室中比較準(zhǔn)確地測出. 測定G值的意義：(1)證明了萬有引力定律的存在；(2)使萬有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值. 2.萬有引力定律的適用條件 (1)在以下三種情況下可以直接使用公式F＝G 計(jì)算： ①求兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力：當(dāng)兩物體間距離遠(yuǎn)大于物體本身大小時(shí)，物體可看成質(zhì)點(diǎn)，公式中的r表示兩質(zhì)點(diǎn)間的距離.,②

7、求兩個(gè)均勻球體間的萬有引力：公式中的r為兩個(gè)球心間的距離. ③一個(gè)質(zhì)量分布均勻球體與球外一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的萬有引力：r指質(zhì)點(diǎn)到球心的距離. (2)對于兩個(gè)不能看成質(zhì)點(diǎn)的物體間的萬有引力，不能直接用萬有引力公式求解，切不可依據(jù)F＝G 得出r→0時(shí)F→∞的結(jié)論而違背公式的物理含義.因?yàn)?，此時(shí)由于r→0，物體已不再能看成質(zhì)點(diǎn)，萬有引力公式已不再適用. (3)當(dāng)物體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，可以把物體假想分割成無數(shù)個(gè)質(zhì)點(diǎn)，求出物體上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)與另一個(gè)物體上所有質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力，然后求合力.,答案,√,√,解析,解析 萬有引力定律適用于兩質(zhì)點(diǎn)間的相互作用，當(dāng)兩球體質(zhì)量分布均勻時(shí)，可認(rèn)為球體質(zhì)量分布在球心，然后計(jì)算萬有引

8、力.故A、D項(xiàng)正確； 當(dāng)r→0時(shí)，兩物體不能視為質(zhì)點(diǎn)，萬有引力定律不再適用，B項(xiàng)錯(cuò)誤； 大球M球心周圍物體對小球m的引力合力為零，故C項(xiàng)錯(cuò)誤.,針對訓(xùn)練 如圖2所示，兩球間的距離為r，兩球的質(zhì)量分布均勻，質(zhì)量大小分別為m1、m2，半徑大小分別為r1、r2，則兩球間的萬有引力大小為,圖2,√,答案,解析,,例2 有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn).現(xiàn)從M中挖去半徑為 R的球體，如圖3所示，則剩余部分對m的萬有引力F為,二、“挖補(bǔ)”法分析質(zhì)點(diǎn)和球殼之間的引力,圖3,√,答案,解析,1.萬有引力公式F＝G 的適用條件是質(zhì)點(diǎn)或質(zhì)量均勻的球體，只有把挖去

9、的小球補(bǔ)上才成為質(zhì)量均勻的球體. 2.注意本題的基本思想：挖—補(bǔ)—挖. 求剩余部分對質(zhì)點(diǎn)的作用力即是大球(補(bǔ)全)對m的作用力減去小球?qū)的作用力.,達(dá)標(biāo)檢測,1.(對太陽與行星間的引力的理解)(多選)對于太陽與行星間的引力及其表達(dá)式F＝G ，下列說法正確的是 A.公式中G為比例系數(shù)，與太陽、行星有關(guān) B.太陽、行星彼此受到的引力總是大小相等 C.太陽、行星彼此受到的引力是一對平衡力，合力為零，m1、m2都處于 平衡狀態(tài) D.太陽、行星彼此受到的引力是一對相互作用力,√,答案,解析,1,2,3,4,√,解析 太陽與行星間引力表達(dá)式F＝G 中的G為比例系數(shù)，與太陽、行星都沒有關(guān)系，A錯(cuò)誤；

10、 太陽與行星間的引力分別作用在兩個(gè)物體上，是一對作用力和反作用力，不能進(jìn)行合成，B、D正確，C錯(cuò)誤.,1,2,3,4,2.(對萬有引力定律的理解)(多選)關(guān)于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是 A.不能看做質(zhì)點(diǎn)的兩物體間不存在相互作用的引力 B.只有能看做質(zhì)點(diǎn)的兩物體間的引力才能用F＝ 計(jì)算 C.由F＝ 知，兩物體間距離r減小時(shí)，它們之間的引力增大 D.萬有引力常量的大小首先是由卡文迪許測出來的，且約等于6.67 10－11 Nm2/kg2,答案,√,解析,1,2,3,4,√,解析 任何物體間都存在相互作用的引力，故稱萬有引力，A錯(cuò)； 兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的球體間的萬有引力也能用F＝ 來計(jì)算，B錯(cuò)； 物體間的萬有引力與它們間距離r的二次方成反比，故r減小，它們間的引力增大，C對； 引力常量G是由卡文迪許首先精確測出的，D對.,1,2,3,4,答案,解析,1,2,3,4,√,1,2,3,4,解析 地球表面處的重力加速度和離地心高4R處的加速度均由地球?qū)ξ矬w的萬有引力產(chǎn)生，所以有：,4.(萬有引力定律的簡單應(yīng)用)兩個(gè)完全相同的實(shí)心均質(zhì)小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F.若將兩個(gè)用同種材料制成的半徑是小鐵球2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起，則兩大鐵球之間的萬有引力為 A.2F B.4F C.8F D.16F,解析,答案,1,2,3,4,√,1,2,3,4,