高中物理 第六章 万有引力与航天 第3课时 万有引力定律学案新人教版必.pdfVIP

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学案3万有引力定律

【学习目标】

1.知道行星绕太阳运动的原因是太阳对行星有吸引力.

2.能根据开普勒定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星之间的引力表达式，体会逻辑推理在

物理学中的重要性.

3.知道地球上的重物下落运动与天体运动的统一性.

4.理解万有引力定律，会用万有引力定律分析简单问题．

【学习任务】

问题１：[问题设计]

若行星的质量为m，行星到太阳的距离为r，行星运行周期为T.则行星需要的向心力的大小如

何表示？

[要点提炼]

1．两个理想化模型

Mm

在公式F＝G的推导过程中，我们用到了两个理想化模型

r2

(1)将行星的椭圆运动看成匀速圆周运动．

(2)将天体看成质点，且质量集中在球心上．

2．推导过程：

二、月—地检验

[问题设计]

月—地检验的验证原理是怎样的？

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三、万有引力定律引力常量

[问题设计]

太阳与行星间有引力作用，地球对月球、地面上的物体也有引力作用，那么地面上的物体之

间是否存在引力作用？若两个物体间有引力作用，为何两个物体没有在引力作用下紧靠在一

起？

[要点提炼]

1．万有引力的特性

(1)普遍性：万有引力存在于宇宙中任何两个有质量的物体之间(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，符合牛顿第三定律．

(3)宏观性：天体间万有引力很大，它是支配天体运动的原因．地面物体间、微观粒子间的万

有引力很小，不足以影响物体的运动，故常忽略不计．

2．万有引力公式的适用条件

(1)两个质点间．

(2)两个质量分布均匀的球体间，其中r为两个球心间的距离．

(3)一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间，r为球心到质点的距离．

－1122

3．引力常量G＝6.67×10N·m/kg

(1)物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1kg的质点相距1m时的相互吸引力．

(2)引力常量测定的意义

卡文迪许利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，推出的G的数值及验证了万有引力定律

的正确性．引力常量的确定使万有引力定律能够进行定量的计算，显示出真正的实用价值．

四、万有引力和重力的关系

1．万有引力和重力的关系：如图1所示，设地球的质量为M，半径为R，A处物体的质量为m，

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Mm

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可分解为

r2

F、F两个分力，其中F为物体随地球自转做圆周运动的向心力F，F就是物体的重力mg.

121n2

图1