《同步课堂》高中物理人教版必修二名师教学课件：第六章 万有引力与航天（6份）

应用创新演练 第 2、 3 节 太阳与行星间的引力 万有引力定律 理解教材新知 把握热点考向 考向一 考向二 随堂基础巩固 第 六章 万有引力与航天 课时跟踪训练 知识点一 知识点二 知识点三 * 返回 返回 返回 1.牛顿认为所有物体之间存在万有引力，太 阳与行星间的引力使得行星绕太阳运动。 2．自然界中任何两个物体都相互吸引，引 力的方向在它们的连线上，引力的大小与 物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二 次方成反比，这就是万有引力定律，其表达式为F＝Geq \f(m1m2,r2)。 3．万有引力定律仅适用于两个质点间万有引力的计算，对于不 能看成质点的物体间仍存在万有引力，但万有引力公式不能 直接使用。 返回 返回 1．太阳对行星的引力 (1)根据开普勒运动第一、第二定律，行星以太阳为 做匀速圆周运动。太阳对行星的引力，就等于行星做匀速圆周运动的 。 (2)太阳对不同行星的引力，与行星的 成正比，与行星和太阳间 的二次方成反比，即F∝ 。 圆心 向心力 质量m m/r2 距离r [自学教材] 返回 质量M 距离r M/r2 正比 反比 2．行星对太阳的引力 根据牛顿第三定律，太阳吸引行星，行星也必然吸引太阳，行星对太阳的引力与太阳的 成正比，与行星、太阳之间的 的二次方成反比，即F′∝ 。 3．太阳与行星间的引力 太阳与行星之间的引力大小与太阳的质量、行星的质量成 ，与两者距离的二次方成 ，即F∝ ，引力的方向沿二者的连线。 eq \f(Mm,r2) 返回 [重点诠释] 太阳与行星间引力规律的推导与拓展 (1)推导思想：把行星绕太阳的椭圆运动简化为以太阳为圆心的匀速圆周运动，运用圆周运动规律结合开普勒第三定律、牛顿运动定律推导出太阳与行星间的引力表达式。 返回 (2)推导过程：万有引力公式F＝Geq \f(Mm,r2)的得出，概括起来导出过程如框图所示： 返回 (3)太阳与行星间引力的规律适用于行星和卫星之间的验证。假定卫星绕行星做匀速圆周运动，设轨道半径为R，运行周期为T，行星和近地卫星质量分别为M和m，卫星做圆周运动的向心力由行星的引力提供，若行星和卫星之间的引力满足太阳与行星之间引力的规律，则： eq \f(GMm,R2)＝m·eq \f(4π2,T2)R，eq \f(R3,T2)＝eq \f(GM,4π2)＝常量。 通过观测卫星的运行轨道半径R和周期T，若它们的eq \f(R3,T2)为常量，则说明太阳与行星间引力的规律适用于行星和卫星之间。 返回 1．下列关于太阳对行星的引力的说法中，正确的是 (　　) A．太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力 B．太阳对行星引力的大小与太阳的质量成正比，与行星 和太阳间的距离的平方成反比 C．太阳对行星的引力是由实验得出的 D．太阳对行星的引力规律是由开普勒行星运动规律和行 星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的 返回 解析：太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力，其大小是牛顿结合开普勒行星运动定律和圆周运动规律推导出来的，它不是实验得出的，但可以通过天文观测来检验其正确性，故A、D正确，C错误。太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的平方成反比，故B错误。 答案：AD 返回 [自学教材] 1．月－地检验 (1)检验目的：维持月球绕地球运动的力与地球上苹果下落的力是否为同一性质的力。 (2)检验方法：由于月球轨道半径约为地球半径的60倍。则月球轨道上物体受到的引力是地球上的eq \f(1,602)。根据牛顿第二定律，物体在月球轨道上运动时的加速度(月球公转的向心加 返回 速度)应该是它在地球表面附近下落时的加速度(自由落体加速度)的eq \f(1,602)。计算对比两个加速度就可以分析验证两个力是否为同一性质的力。 (3)结论：加速度关系也满足“反平方”规律，证明两种力为同种性质的力。 返回 连线上 吸引 二次方 乘积 2．万有引力定律 (1)内容：自然界中任何两个物体都相互 ，引力的方向在它们的 ，引力的大小与物体的质量m1和m2的 成正比，与它们之间距离r的 成反比。 (2)意义：万有引力定律清楚地向人们揭示，复杂运动的后面隐藏着简洁的科学规律；它明确地向人们宣告，天上和地下都遵循着完全相同的科学法则，人类认识自然界有了质的飞跃。 返回 引力常量 N·m2/kg