《万有引力定律》万有引力与宇宙航行PPT课件

个物体之间都有这样的力呢?
4
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个物体的质量减小到原来的 1 ,距离不变,根据万有引
力定律F=
采用。
G
Mm可知,万有引力变4 为原来的
r2
,1故D可以
4
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【素养训练】
1.(多选)对于质量为m1和质量为m2的两个物体间的万 有引力的表达式F=G ,下列说法正确的是( )
球可视为质量均匀分布的球体,半径为R。
【解析】选A、C。引力常量G是由英国物理学家卡文迪 任务2 忽略地球自转的影响,万有引力与重力的关系
则该星球的质量是地球质量的 关于G的数值解释符合科学实际的有_______。
许运用构思巧妙的“精密”扭秤实验第一次测定出来 万有引力与原来相等,故B不可采用;使两物体间的距离
有引力的表达式F=G ,下列说法正确的是( )
, 正确 F=G 作用在两个物体上 所以选项C 猜想:维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力
球半径之比为 ( )
,D错误;公式
P、Q做圆周运动的线速度大小相等
适用于两质点间的相互作用,当两物体相距很近时,两 的,所以选项A正确;两个物体之间的万有引力是一对作
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(3)宏观性:天体间万有引力较大,它是支配天体运动的原因
。地面物体间、微观粒子间的万有引力微小 ,不足以影响物
体的运动,故常忽略不计。 (4)特殊性:两个物体间的万有引力只与它们本身的质 量有关页。
2.万有引力定律的适用条件:
提示:遵循相同的规律
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1.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“_________”的规律。
2.检验方法:
平方反比
(1)物体在月球轨道上运动时的加速度:a=_____1_。
602 g
(2)月球围绕地球做匀速圆周运动的加速度:a=_____4__2。r月
4 _________________。
适用于两质点间的相互作用,当两物体相距很近时,两
增为原来的2倍,质量不变,根据万有引力定律F= (1)物体在月球轨道上运动时的加速度:a=______。
Mm G r2
可知,万有引力变为原来的 ,故C可以采用;使其中一 在南极时物体受力平衡,支持力等于万
【典例示范】宇航员站在某一星球,从距离星球表面h高度处,以初速度v0沿水平方向抛出一个小球,经过时间t后小球落到星球表面,已知
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∝___m_。 2.行星与太阳r的2 引力: (1)大小:行星与太阳的引力与太阳的质量m太成正比,
即F∝
m太m r2
,写成等式就是F=________。
G
m太m r2
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(2)方向:_沿___二__者__的__连__线_。 (3)比例系数G:
李华同学的想法正确吗?为什么?
(1)物体在月球轨道上运动时的加速度:a=______。
( +1)∶1
B.
物体不能看成质点,所以选项B错误。
提示:不正确,因为两个人距离非常近时,不能视为质点,此公式不成立。
球可视为质量均匀分布的球体,半径为R。
增为原来的2倍,质量不变,根据万有引力定律F=
李华认为两个人距离非常近时,根据公式F= 得
67×10-11 N·m2/kg2
万有引力与原来相等,故B不可采用;使两物体间的距离
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一、行星与太阳间的引力
【思考】 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?
提示:太阳
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1.太阳对行星的引力大小:太阳对行星的引力F与行星
D.8×10-8 N
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【解析】选A。根据万有引力定律F=G m1,m若2 它们的
质量、距离都增加为原来的2倍,则万有引力r2不变,仍为
1×10-8 N,故选项A正确。
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【补偿训练】
甲、乙两个质点间的万有引力大小为F,若甲质点的质
量不变,乙质点的质量增大为原来的2倍,同时它们间的
G r2
1 的,所以选项A正确;两个物体之间的万有引力是一对作
( +1)∶1
B.
量都减为原来的 ,根据万有引力定律F= 可知, 【思考】 拉住月球使它围绕地球运动的力,与拉着苹果下落的力以及太阳对行星的力是否遵循相同的规律呢?
4 它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍,
万有引力与原来相等,故B不可采用;使两物体间的距离 1 两个质点相距r时,它们之间的万有引力
距离减为原来的 ,则甲、乙两个质点间的万有引力
大小将变为 (1 )
A.
B.F2
C.4F
D.8F
F 2
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【解析】选D。两个质点相距r时,它们之间的万有引力 为的质F=量G变Mr为2m,原若来它的们2倍间,的则距它离们缩之短间为的万12r有,其引中力一为个8F质,所点 以D正确。
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2.万有引力定律 数值:G= ____________________。
F′N= ,两式联立可知A正确。
数值:G= ____________________。 关于G的数值解释符合科学实际的有_______。
(1)在地面附近:mg=G 。
球做自由落体运动,h= gt2,
作用在两个物体上,所以选项C正确,D错误;公式F=G
公式不成立。
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【典例示范】
要使两物体间的万有引力减小到原来的 1,下列办法
不可采用的是 ( )
4
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
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变
1
D.使其中一个物体的质量减小到原来的 ,距离不变 4
1 4
提示:是
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1.内容:自然界中任何两个物体都__相__互__吸__引_,引力的方 向的在乘_积它_成_们___的____连____线_,_与上__它,引 们力之的间大的小距与离物r的体二的次质方量成m1和__m_2__。
正比 2四.、公引式力:F常=_量_G__m_r1_m2 _2。
二 万有引力与重力的关系
任务1 万有引力与重力的关系
1.万有引力和重力的关系:如图所示,设地球的质量为M, 半径为R,A处物体的质量为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F=G 。引力F 可圆分周解运为 动F的1、向F心2两力个F分n,F力2就,其是中物F体1为的物重体力随m地g球。自MR转m2 做
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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F=Fn+mg,
即G =mrω2+mg,所以mg=G -mrω2。
Mm R2
Mm R2
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(2)地球两极处:向心力为零,所以mg=F=G Mm。 (3)其他位置:重力是万有引力的一个分力,重力R 2的大小 mg<G ,重力的方向偏离地心。
内容:自然界中任何两个物体都_________,引力的方
P、Q做圆周运动的线速度大小相等
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2.两个质量均匀的球体相距为r,它们之间的万有引力为
1×10-8 N,若它们的质量、距离都增加为原来的2倍,则
它们之间的万有引力为 ( )
A.1×10-8 N
B.2×10-8 N
C.4×10-8 N
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重力与纬度的关系:地面上物体的重力随纬度的升高
P所受地球引力大于Q所受地球引力
射,为嫦娥四号的着陆器和月球车提供地月中继通信支
m1和m2所受引力大小总是相等的
【解析】选B。使两物体的质量各减小一半,距离不变, 数值:G= ____________________。
适用于两质点间的相互作用,当两物体相距很近时,两
故
=64。
故
=64。
的,所以选项A正确;两个物体之间的万有引力是一对作 数值:G= ____________________。
个物体的质量减小到原来的 ,距离不变,根据万有引 (4)一个质量分布均匀的球体与球外一质点之间的引力大小也可用万有引力定律公式求解,公式中的r为质点到球心之间的距离。
用力与反作用力,它们总是大小相等、方向相反,分别 力定律F= 可知,万有引力变为原来的 ,故D可以
该星球的半径为R,引力常量为G,求:
Mm
(2)在星球表面,物体的重力和所受的万有引力相等。
G
量不变,乙质点的质量增大为原来的2倍,同时它们间的
2
r 出:r→0时,F→∞ 。
1 【思考】 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
(1)万有引力定律公式适用于质点之间的引力大小的计算 。 (2)对于实际物体间的相互作用,当两个物体间的距离远
远大于物体本身的大小(物体可视为质点)时也适用。
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(3)两个质量分布均匀的球体间的引力大小可用万有引力 定律公式求解,公式中的r为两球心之间的距离。 (4)一个质量分布均匀的球体与球外一质点之间的引力大
P所受地球引力大于Q所受地球引力
物体不能看成质点,所以选项B错误。 圆周运动的向心力Fn,F2就是物体的重力mg。
出:r→0时,F→∞ 。
结论:地面物体受地球的引力,月球所受地球的引力,
提示:不正确,因为两个人距离非常近时,不能视为质点,此公式不成立。
m1m 2 r2
(4)特殊性:两个物体间的万有引力只与它们本身的质量有关,与它们之间的距离有关,与所在空间的性质无关。
关于G的数值解释符合科学实际的有_______。
①与太阳的质量无关。 ②与太阳①的③质⑤量有关。
③与行星的质量无关。
④与行星的质量有关。
⑤与太阳到行星的距离无关。
⑥与太阳到行星的距离有关。
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二、月—地检验 【思考】 拉住月球使它围绕地球运动的力,与拉着苹果
下落的力以及太阳对行星的力是否遵循相同的规律呢?
A.公式中的G是引力常m量1m,它2 是由实验得出的,而不是人
为规定的
r2
B.当两个物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷
大
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C.m1和m2所受引力大小总是相等的
D.两个物体间的引力总是大小相等、方向相反,是一对平 衡力
第二十一页，共44页。
(2)方向:_____________。
T月2
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(3)对比结果:月球在轨道高度处的加速度近似等于 _________________。 3.月结球论的:向地心面加物速体度受地球的引力,月球所受地球的引力,
太阳与行星的引力,遵从相同的规律。
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三、万有引力定律
【思考】 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?
小也可用万有引力定律公式求解,公式中的r为质点到球 心之间的距离。
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【思考·讨论】 李出:华r→认0为时两,F个→人∞距。离李非华常同近时学,的根想据法公正式确F=吗G?为mr1什m2 得2么?
(科学思维)
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提示:不正确,因为两个人距离非常近时,不能视为质点,此
为F,方向指向地心O,由万有引力公式得F=G 。
圆周运动的向心力Fn,F2就是物体的重力mg。
(3)两个质量分布均匀的球体间的引力大小可用万有引力定律公式求解,公式中的r为两球心之间的距离。
万有引力定律的适用条件:
万有引力和重力的关系:如图所示,设地球的质量为M,
P、Q两点的角速度相同,做圆周运动的
根据万有引力定律F= 个物体的质量减小到原来的 ,距离不变,根据万有引
1×10-8 N,故选项A正确。 P、Q所受地球引力大小相等
Mm可知,万有引力变为原来
的 ,故A可以采用;使两物体间的距离和两物体的质 (1)物体在月球轨道上运动时的加速度:a=______。
圆周运动的向心力Fn,F2就是物体的重力mg。
反比
1.测量者:_________。
2.数值:G= ____________________。
卡文迪什
6.67×10-11 N·m2/kg2
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一 万有引力定律
1.万有引力定律的特性:
(1)普遍性:万有引力存在于宇宙中任何有质量的物体之间(
天体间、地面物体间、微观粒子间)。 (2)相互性:两个物体间相互作用的引力是一对作用力 和反作用力,符合力的相互作用。