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高一物理必修2 第5章 班级: 姓名:
高中物理导学案
编号:25 编者:吴虹 审核:
课题:第五章万有引力定律复习
核心:(1)行星绕恒星的圆周运动,二者之间的万有引力提供向心力;(2)星球表面重力在忽略星球自转的情况下等于万有引力,即可推出常用的黄金代换:
一、万有引力定律
1.内容:宇宙间一切物体都是相互吸引的,两个物体间的引力大小,跟它们的质量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比.
2.公式:
EMBED Equation.3 其中G = 6.67×10-11N·m2/kg2 (由卡文迪许的扭秤实验测得)
3.适用条件:公式只适用于质点间的相互作用.当两个物体间的距离远远大于物体本身大小时公式也近似适用,但此时它们间距离r应为两物体质心间距离.均匀的球体可视为质点,r是两球心间的距离.
4.注意:公式中F是两物体间的引力,F与两物体质量乘积成正比与两物体间距离的平方成反比,不要理解成F与两物体质量分别成正比、与距离成反比.
二、区分万有引力和重力
1.由于地球的吸引而使物体受到的力称为重力,但重力不是万有引力,只是万有引力的一个分力,另一个分力是物体随地球自转而绕地轴做匀速圆周运动所需要的向心力f,如图所示,由于纬度的变化,物体做圆周运动的向心力f不断变化,所以地球表面物体的重力随纬度的变化而变化,即重力加速度g随纬度变化而变化,从赤道到两极逐渐增大。
2.由于物体随地球自转所需的向心力很小,所以忽略了物体随地球自转所需向心力时,地球表面附近的物体所受重力就等于地球对它的万有引力.即在地球表面有
,式中g0为地球表面的重力加速度,R0为地球的半径。
典型例题
【例1】据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N。由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( )
A.0.5 B.2 C.3.2 D.4
【例2】地球表面重力加速度g0=9.8m/s2,忽略地球自转的影响,在距离地面高度h=1.0×103m的空中重力加速度g与g0的差值多大