第7章 2 万有引力定律（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版）

2　万有引力定律

[学业要求]

1．知道太阳与行星间存在引力作用及行星绕太阳运动的向心力是由太阳对它的引力提供。

2．了解万有引力定律的发现过程，理解万有引力定律的内容，会用万有引力定律公式解决有关问题，注意公式的适用条件。

3．知道地球上的重物下落运动与天体运动的统一性。

4．了解引力常量的测定在科学史上的重大意义。

[对应学生用书P54]

一、胡克、牛顿的观点

阅读教材，并回答：

1．胡克的观点是什么？

答：行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。

2．牛顿的观点是什么？

答：以任何方式改变速度(包括改变速度的方向)都需要力。行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力就是太阳的引力。

二、行星与太阳间的引力

阅读教材，并回答：

1．行星的实际运动是椭圆运动，能把它简化成什么运动呢？

答：简化成匀速圆周运动。

2．行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力由什么力来提供呢？ 这个力的方向怎样？

答：行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力由“太阳对行星的引力”来提供，这个力的方向“沿着二者的连线指向太阳”。

3．(1)行星绕太阳做匀速圆周运动需要的向心力由太阳对行星的引力提供的，计算式是什么？

(2)一般的，天文观测容易观测到行星运动的什么物理量？

(3)不同行星的公转周期是不同的，引力F 跟太阳与行星间的距离r 关系的表达式中不应出现周期T，为什么？

(4)在(3)问中，等号右边除了m、r 以外，其余都是常量，对任何行星来说都是相同的，

则有F∝，该式有何意义？

答：(1)F＝m。

(2)观测得到行星公转的周期T相对容易些。

(3)v＝，F＝，根据开普勒第三定律＝k，代入得F＝4π2k·。

(4)太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比。

4．根据牛顿第三定律，类比上式，如何写出行星对太阳的引力的表达式？要得到什么样的结论？

答：根据牛顿第三定律，就行星对太阳的引力F′ 来说，太阳是受力星体，则有F′∝。

[概念·规律]

　太阳与行星间引力的大小与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比，即F＝G，G为比例系数，其大小与太阳和行星的质量无关，引力的方向沿着两者的__连线__。

三、月—地检验

阅读教材，并回答：

1．“月—地检验”的目的是什么？

答：了解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，是否同样遵从与距离的二次方成反比的规律。

2．完成检验采用了什么方法？

答：假设法。

3．试表述“月—地检验”所得到的结论。

答：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。

四、万有引力定律

1．内容

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__。

2．公式

F＝G，式中r是指：当物体可以看作质点时，r就是这两个质点之间的距离；如果

是两个球体，r是两个球心之间的距离。

五、引力常量

牛顿得出万有引力定律100多年后，英国物理学家__卡文迪什__测量得出引力常量G的值，其数值通常取G＝__6.67×10-11__N·m2/kg2。

(1)行星绕太阳运动的向心力来自太阳对行星的吸引力。(　　)

(2)把行星绕太阳的运动看作匀速圆周运动时，匀速圆周运动的规律同样适用于行星运动。(　　)

(3)太阳与行星间作用力的公式F＝G也适用于行星与它的卫星之间。(　　)

(4)两个普通物体间感受不到万有引力，这说明万有引力只存在于天体之间。(　　)

(5)万有引力不仅存在于天体之间，也存在于普通物体之间。(　　)

(6)引力常量是牛顿首先测出的。(　　)

答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×

[对应学生用书P56]

探究点一　对太阳与行星间引力的理解

1．将行星绕太阳的椭圆运动看成匀速圆周运动，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。

2．将天体看成质点，且质量集中在球心上。如图所示。

　(多选)(教材本节练习与应用第4题变式)下列说法正确的是(　　)

A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式F＝，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的

B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式v＝，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义式得来的

C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式＝k，这个关系式是开普勒第三