6.2 太阳与行星间的引力万有引力与航天（课件）-格邦高中阶段2019-2020学年下学期高一物理必修2同步课件

6.2　太阳与行星间的引力 万有引力定律 填一填、做一做、记一记 课前自主导学 距离r 匀速圆周 匀速圆周 月球 吸引 连线 乘积 二次方 引力常量 卡文迪许 √ × √ √ × 析要点、研典例、重应用 课堂互动探究 谢谢 第六章　万有引力与航天  学 习 目 标  1．掌握太阳与行星间的引力公式的推导方法． 2. 理解万有引力定律的含义． 3．掌握万有引力表达式的适用条件及应用. 4. 知道万有引力常量是重要的物理常量之一． |基础知识·填一填| 一、太阳与行星间的引力 1．猜想 行星围绕太阳的运动可能是太阳的引力作用造成的，太阳对行星的引力F应该与行星到太阳的eq \x(1) 有关． 2．模型简化 行星以太阳为圆心做eq \x(2) 运动，太阳对行星的引力提供了行星做eq \x(3) 运动的向心力． 3．太阳对行星的引力 F＝eq \f(mv2,r)＝meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2πr,T)))2·eq \f(1,r)＝eq \x(4)________. 结合开普勒第三定律得：F∝eq \x(5)________. 4．行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F′的大小也存在与上述关系类似的结果，即F′∝eq \x(6)_________. eq \f(4π2mr,T2) eq \f(m,r2) eq \f(M,r2) 5．太阳与行星间的引力 由于F∝eq \f(m,r2)、F′∝eq \f(M,r2)，且F＝F′，则有F∝eq \x(7)_______，写成等式F＝eq \x(8)________，式中G为比例系数． eq \f(Mm,r2) Geq \f(Mm,r2) 二、万有引力定律 1．月—地检验 (1)目的：验证月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力，从而将太阳与行星间的引力规律推广到宇宙中的一切物体之间． (2)原理：计算月球绕地球运动的向心加速度an，将an与物体在地球附近下落的加速度——自由落体加速度g比较，看是否满足an＝eq \f(1,602)g. (3)结论：数据表明，an与eq \f(1,602)g相等，这说明地面物体受地球的引力、eq \x(9) 受地球的引力，以及太阳、行星间的引力，遵从相同的规律． 2．万有引力定律 (1)内容：自然界中任何两个物体都相互eq \x(10) ，引力的方向在它们的eq \x(11) 上，引力的大小与物体质量m1和m2的 eq \x(12) 成正比、与它们之间距离r的eq \x(13) 成反比． (2)公式：F＝Geq \f(m1m2,r2). (3)引力常量：上式中G叫eq \x(14) ，大小为6.67×10－11 eq \x(15)___________，它是由英国科学家eq \x(16) 在实验室里首先测出的，该实验同时也验证了万有引力定律． N·m2/kg2 |基础小题·做一做| 1．正误判断 (1)公式F＝Geq \f(Mm,r2)中G是比例系数，与太阳行星都没关系．( ) (2)由于天体间距离很远，在研究天体间的引力时可以将它们视为质点．( ) (3)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡．( ) (4)月球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的．( ) (5)地球对月球的引力与地面上的物体所受的地球的引力是两种不同性质的力．( ) 2．(多选)关于太阳与行星间的引力F＝Geq \f(Mm,r2)，下列说法中正确的是(　　) A．公式中的G是引力常量，是人为规定的 B．这一规律可适用于任何物体间的引力 C．太阳与行星的引力是一对平衡力 D．检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性 解析：选BD　公式中的G是由相互作用力的性质决定的，不是人为规定的；理论推理的结果是否具有普遍性要通过应用于实际问题来检验． 3．(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的eq \f(1,4)，下列办法可以采用的是(　　) A．使两物体的质量各减小一半，距离不变 B．使其中一个物体的质量减小到原来的eq \f(1,4)，距离不变 C．使两物体间的距离增大为原来的2倍，质量不变 D．使两物体间的距离和质量都减小为原来的eq \f(1,4) 解析：选ABC　由万有引力定律F＝Geq \f(m1m2,r2)可知，A、B、C选项中两物体间的万有引力都将减少到原来的eq \f(1,4)，而D选项中两物体间的万有引力保持不变，故A、B、C选项正确，D选项错误． [思维拓展] (1)如图所示，