2015年高中物理 6.3万有引力定律精品教案 新人教版必修2.doc

63 万有引力定律 〖精讲精析〗 〖知识精讲〗 知识点1、万有引力定律 对万有引力定律的理解 （1）万有引力定律：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比，两物体间引力的方向沿着二者的连线。 （2）公式表示：F=。 （3）引力常量G：①适用于任何两物体。 ②意义：它在数值上等于两个质量都是1kg的物体（可看成质点）相距1m时的相互作用力。 ③G的通常取值为G=6。67×10-11Nm2/kg2。是英国物理学家卡文迪许用实验测得。 （4）适用条件：①万有引力定律只适用于质点间引力大小的计算。当两物体间的距离远大于每个物体的尺寸时，物体可看成质点，直接使用万有引力定律计算。 ②当两物体是质量均匀分布的球体时，它们间的引力也可以直接用公式计算，但式中的r是指两球心间的距离。 ③当所研究物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出两个物体上每个质点与另一物体上所有质点的万有引力，然后求合力。（此方法仅给学生提供一种思路） （5）万有引力具有以下三个特性： ①普遍性：万有引力是普遍存在于宇宙中的任何有质量的物体（大到天体小到微观粒子）间的相互吸引力，它是自然界的物体间的基本相互作用之一。 ②相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。 ③宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只在质量巨大的天体间或天体与物体间它的存在才有宏观的物理意义，在微观世界中，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力可以忽略不计。 测定引力常量G的重要意义： （1）证明了万有引力的存在 （2）“开创了测量弱力的新时代”——英国物体学家玻印廷语。 （3）使得万有引力定律有了真正的实用价值，可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，如根据地球表面的重力加速度可以测定地球的质量。 〖例1〗设地球的质量为M，地球的半径为R，物体的质量为m，关于物体与地球间的万有引力的说法，正确的是： A、地球对物体的引力大于物体对地球的引力。 物体距地面的高度为h时，物体与地球间的万有引力为F=。 物体放在地心处，因r=0，所受引力无穷大。 D、物体离地面的高度为R时，则引力为F= 〖答案〗D 〖总结〗（1）矫揉造作配地球之间的吸引是相互的，由牛顿第三定律，物体对地球与地球对物体的引力大小相等。 （2）F= 。中的r是两相互作用的物体质心间的距离，不能误认为是两物体表面间的距离。 （3）F= 适用于两个质点间的相互作用，如果把物体放在地心处，显然地球已不能看为质点，故选项C的推理是错误的。 〖变式训练1〗对于万有引力定律的数学表达式F=，下列说法正确的是： A、公式中G为引力常数，是人为规定的。 B、r趋近于零时，万有引力趋于无穷大。 C、m1、m2之间的引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关。 D、m1、m2之间的万有引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力。 〖答案〗C 〖难点精析1〗 〖例2〗两大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们间的万有引力为： A、2F B、4F C、8F D、16F 〖思路分析〗小铁球之间的万有引力：F=. 大球的半径是小铁球的2倍，由M=ρV=ρ× 得其质量关系为：M=8m 故两个大铁球间的万有引力：F/= =16F 〖答案〗D 〖方法总结〗要准确理解万有引力定律公式中各量的意义并能灵活应用，本题准确判定小球与大球的质量、球心距离关系是关键。 〖变式训练2〗有两个大小一样，同种材料制成的均匀球体紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若用上述材料制成的两个半径更小的靠在一起的均匀球体，它们之间的万有引力将： A、等于F B、小地F C、大于F D、无法比较 〖答案〗B 〖难点精析2〗 〖例3〗把太阳系各行星的运动近似地看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星： A、周期越小 B、线速度越小。 C、角速度越小 D、加速度越小。 〖思路分析〗行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力上太阳对行星的万有引力提供。 =，v= r越大，线速度越小，B正确。 =mω2r，ω=，r越大，角速度越小，C正确。 ω越小，则周期T=越大，A错。 =ma，a= ，r越大，则a越小，D正确。 〖答案〗BCD 〖方法总结〗本题考查太阳对行星的万有引力决定了行星的运动。 〖变式训练3〗设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍然看用是均匀球体，月球仍然沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比： A、地球与月球的万有引力将变大。 B、地球与月球间的万有引力将变小。 C、月球绕地球运动的周期将变长。 D、月球绕地球运动的周期将变短。 〖答案〗BD 〖难点精析3〗 〖例4