7.2 万有引力定律 学习任务单-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

高中物理人教版必修第二册 第七章《万有引力与宇宙航行》 第2节 万有引力定律 学习任务单 课题 第2节 万有引力定律 学习目标 1．知道万有引力存在于任意两个物体之间，知道其表达式和适用范围。 2．会推导万有引力定律公式，理解万有引力公式中各符号的意义，会用万有引力定律进行相关计算。 3.理解万有引力定律的内容、含义及适用条件。 4.能应用万有引力定律解决实际问题． 学习活动：知识点梳理 1．万有引力定律的内容 宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间引力的方向在它们的连线上。引力的大小与它们质量的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比。 2．表达式F＝G。 3．引力常量 (1)测量者：卡文迪许。 (2)数值：G＝6.67×10－11 N·m2/kg2。 学习活动：课中学习任务 1.下列关于万有引力定律的说法正确的是(　　) A．两物体间的万有引力不遵循牛顿第三定律 B．两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点 C．只适用于质量半径较小的天体，天体半径大就不能用此公式计算万有引力 D．牛顿总结得出万有引力定律的表达式，同时也测定出了引力常量G的值 2．如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为m1、m2，半径大小分别为r1、r2，引力常量为G，则两球间的万有引力大小为(　　) A．G B．G C．G D．G 3．在某次测定引力常量的实验中，两金属球的质量分别为m1和m2，球心间的距离为r，若测得两金属球间的万有引力大小为F，则此次实验得到的引力常量为(　　) A． B． C． D． 4.已知某星球的质量是地球质量的 ，直径是地球直径的 。一名航天员来到该星球，航天员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的( ) A. B. C. 2倍 D. 4倍 5.月—地检验结果表明，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．一切物体都存在这样的引力，为什么我们感觉不到周围物体的引力呢？ (1)如图所示，假若你与同桌的质量均为60 kg，相距0.5 m．粗略计算你与同桌间的引力(已知G＝6.67×10－11 N·m2/kg2)． (2)一粒芝麻的质量大约是0.004 g，其重力约为4×10－5 N，是你和你同桌之间引力的多少倍？ (3)在对一个人受力分析时需要分析两个人之间的引力吗？ 课中学习任务答案 1.答案　B 解析　万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，说明两个物体间的万有引力是相互作用的两个力，因此遵循牛顿第三定律，A、C错误；两物体间的距离趋近0时，物体不能看成质点，公式不再适用，B正确；牛顿总结得出万有引力定律的表达式，公式中引力常量G的值是卡文迪什通过实验测出来的，故D错误． 2.D　[两个球的半径分别为r1和r2，两球之间的距离为r，所以两球心间的距离为r1＋r2＋r，根据万有引力定律得两球间的万有引力大小为：F＝G，故选项D正确，A、B、C错误。] 3.B　[由万有引力定律F＝G得G＝，所以B项正确。] 4.[解析]选 。航天员在地球上所受的万有引力 ，航天员在该星球上所受的万有引力 ，由题知 ， ，解得 ，故 正确， 、 、 错误。 5.答案　因为我们与周围物体间的引力很小，所以我们感觉不到． (1)F引＝G＝6.67×10－11× N≈9.6×10－7 N≈1×10－6 N (2)一粒芝麻的重力是你和你同桌之间引力的40倍． (3)两个人之间的引力很小，所以两个人靠近时，不会吸引到一起．故在进行受力分析时，一般不考虑两物体间的万有引力，除非是物体与天体、天体与天体间的相互作用． 学习活动：课后学习任务 1. 太阳与行星间的引力大小 ，其中 为比例系数， 和 分别为太阳和行星的质量， 为两者之间的距离，由此关系式可知 的单位是( ) A. B. C. D. 2.2021年4月29日，我国空间站“天和”核心舱发射成功．在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，“天和”的质量为m，离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对“天和”的万有引力大小为(　　) A．G B．G C．G D．G 3.两大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为(　　) A．F B．4F C．F D．16F 4．火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的。一位航天员连同航天服在地球上的质量为50 kg。求：(地球表面的重力加速度g取10 m/s2)　 (1)在火星上航天员所受的重力为多少？ (2)航天员在地球上可跳1.5 m高，他以相同初速度在火星上可跳多高？ 课后学习任务答案 1. [解析]选 。太阳与行星间的引力大小 ，则 ， 故 的单位 。 2.答案　A 解析　根据万有引力定律可知地球对“天和”的万有引力大小为F＝G，故选A. 3.D　[设实心小铁球的半径为r，实心小铁球之间的万有引力F＝G＝G， 小铁球的质量m＝ρV＝ρ×πr3， 实心大铁球的半径是小铁球的2倍，对大铁球，有M＝ρV′＝ρ×π(2r)3＝8×ρ×πr3＝8m， 两个实心大铁球间的万有引力F′＝G＝G＝4G＝16F。] 4.[解析]　(1)由mg＝G，得g＝ 在地球上有g＝，在火星上有g′＝ 所以g′＝ m/s2 那么航天员在火星上所受的重力mg′＝50× N≈222.2 N。 (2)在地球上，航天员跳起的高度为h＝ 即1.5＝ 在火星上，航天员跳起的高度为h′＝ 联立以上两式得h′＝3.375 m。 [答案]　(1)222.2 N　(2)3.375 m 学科网（北京）股份有限公司 $