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1、万有引力定律万有引力定律人教版高中物理必修人教版高中物理必修第六章第六章 万有引力与航天万有引力与航天高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切一个关于苹果落地的故事一个关于苹果落地的故事 16661666年夏末一个温暖的夜晚，在英格兰林肯郡年夏末一个温暖的夜晚，在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个腋下夹着一本书的年轻人走乌尔斯索普，一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲的花园，坐在一棵树下，开始埋头读进他母亲的花园，坐在一棵树下，开始埋头读书。书。 当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来，一个历史上最著名的苹果落了下来，动起来，一个历史上最
2、著名的苹果落了下来，正好打在正好打在2323岁的牛顿头上。恰巧在这天，牛顿岁的牛顿头上。恰巧在这天，牛顿正苦苦思考着一个问题：是什么力量使月球保正苦苦思考着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上？又是什么力量使持在环绕地球运行的轨道上？又是什么力量使行星保持在环绕太阳运行的轨道上？为什么这行星保持在环绕太阳运行的轨道上？为什么这个打中他脑袋的苹果会坠落到地上？于是个打中他脑袋的苹果会坠落到地上？于是. .一个伟大的定律万有引力定律诞生了！高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切2rMmGF G是比例系数，与是比例系数，与太阳和行星都没有太阳和行星都没有关系关系提出假
3、设：提出假设：成立成立成立成立成立成立一、月一、月地检验地检验 设地球与月球之间、地球设地球与月球之间、地球与地面上物体之间以及太阳与与地面上物体之间以及太阳与行星之间的引力是同一种力，行星之间的引力是同一种力，由于已知月球轨道半径约为地由于已知月球轨道半径约为地球半径的球半径的60倍。则倍。则高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切已知：重力加速度g =9.8m/s2；地球的半径R =6.4106m ;月-地的距离r =3.84108m；月球的公转周期T =27.3天22282222/0027. 0/)3600243 .27(1084. 314. 3442smsmTraTra，
4、2226016036000027. 08 . 9rRgaRrag让数据说话，用不可辩驳的事实印证猜想高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切万有引力定律万有引力定律自然界中任何两个物体都相互吸引自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向在它引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和和m2乘积成正乘积成正比比,跟它们之间距离跟它们之间距离r的二次方成反比。的二次方成反比。二二. 万有引力定律万有引力定律大胆设想：任何两个物体之间都存在这样的力大胆设想：任何两个物体之间都存在这样的力221. 2rmmGF 公式表示：G是一个常量适用于任何
5、两个物体是一个常量适用于任何两个物体单位：单位：22/ kgmN 大小：大小：2211/1067.6kgmNG高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切 揭示了地面上物体运动的规律和天体揭示了地面上物体运动的规律和天体上物体的运动遵从同一规律，让人们认识上物体的运动遵从同一规律，让人们认识到天体上物体的运动规律也是可以认识的到天体上物体的运动规律也是可以认识的，解放了人们的思想解放了人们的思想，给人们探索自然的奥给人们探索自然的奥秘建立了极大信心秘建立了极大信心，对后来的物理学、天对后来的物理学、天文学的发展具有深远的影响。文学
6、的发展具有深远的影响。 高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切A万有引力是普遍存在于宇宙中任何有质量物体之间的相互吸引力。两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力。它们大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与天体附近的物体间，它的大的天体间或天体与天体附近的物体间，它的作用才有实际的物理意义。作用才有实际的物理意义。通通万有引力的大小只与它们的质量有关，与它万有引力的大小只与它们的质量有关，与它们间的距离有关，与其他的因素均无关。不管们间的距离有关，与其他的因素均无关。不管它们
7、之间是否还有其他作用力它们之间是否还有其他作用力。高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切4.重力的方向指向地心吗？重力的方向指向地心吗？高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切 A A公式中公式中G G为引力常量，它是由实验测得的，为引力常量，它是由实验测得的， 而不是人为规定的而不是人为规定的 B B当当r r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C Cm m1 1与与m m2 2受到的引力总是大小相等的，与受到的引力总是大小相等的，与m m1 1、m m2 2是否相等无关是否相等无关 D Dm m1 1与与m m2 2受到的引力总是
8、大小相等、方向相反受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力的，是一对平衡力221rmm1.对于万有引力定律的表达式对于万有引力定律的表达式 F=G下面说法中正确的是下面说法中正确的是小试身手小试身手高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切【答案答案】 AC【解析解析】 引力常量引力常量G是卡文迪许利用扭秤装置是卡文迪许利用扭秤装置测得，选项测得，选项A正确。当正确。当r趋近于零时，物体不能趋近于零时，物体不能看成质点看成质点, ,不再适用，所以不再适用，所以由它得出的结论是错误的，由它得出的结论是错误的，B B选项错。选项错。m m1 1、m m2 2之之间的引力是一对相
9、互作用力，它们大小相等，间的引力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，但由于分别作用在两个物体上，所方向相反，但由于分别作用在两个物体上，所以不能平衡。以不能平衡。C C选项正确，选项正确，D D选项错误选项错误. . 221rmmF F= =G G高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切22121)(rrrmmG2.2.如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别如图所示，两球的质量均匀分布，大小分别为为m m1 1、 m m2 2，则两球间的万有引力大小为（，则两球间的万有引力大小为（ ）221rmmG2121rmmG22121)(rrmmGA.A.B.B.C.C.D.D.分析
10、分析: :对于均匀的球体对于均匀的球体, ,应是两球心间距应是两球心间距D D高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切 3.3.从地球上发射的两颗人造地球卫星从地球上发射的两颗人造地球卫星A A和和B B，绕地球做匀速圆周运动的半径之比为绕地球做匀速圆周运动的半径之比为R RA ARRB B=41=41，求它们的线速度之比和运，求它们的线速度之比和运动周期之比。动周期之比。高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切 【分析解答】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切 4. .地球质量大约是
11、月球质量的地球质量大约是月球质量的8181倍，在登月飞船通过月、地之倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为月球中心和地球中心的距离之比为 ( )( ) A A1 1 ：27 B27 B1 1 ：9 9 C C1 1 ：3 D3 D9 9 ：1 12rMmGF Mr 19MM月月地地rr 解析解析 本题的变化点侧重理解万有引力大小的本题的变化点侧重理解万有引力大小的决定因素将地球、月球看成是质量集中于中心决定因素将地球、月球看成是质量集中于中心的质点，由的质点，由万有引力公式可得：万有引力公式可得：当当m m、F F一定时，一定时， ，则，则B B高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切高一物理备课组制作人：王怀龙细节决定成败，态度决定一切