3.3 万有引力定律的应用 课件 -2025-2026学年高一下学期物理粤教版必修第二册

该高中物理课件聚焦万有引力定律的应用，涵盖万有引力与重力关系、天体质量密度计算、卫星运行参量与轨道半径关系等核心知识点。通过赤道与两极重力差异实例及向心力计算，搭建从万有引力到重力的认知支架，衔接前后知识脉络。 其亮点在于结合公式推导、表格对比不同计算方法及典型习题（如嫦娥六号月球密度计算），培养科学思维中的模型建构与科学推理。助力学生深化运动与相互作用观念，提升问题解决能力，教师可借助结构化资源高效开展教学。

粤教版必修二 第三章 万有引力定律 第三节 万有引力定律的应用 一、万有引力与重力大小的关系 重力是万有引力的一个分力 (1)在赤道上： (2)在两极上： F Fn O   mg F O   质量为1kg的物体在赤道时需要的向心力： F向=mr (2π/T)2 =1×6400000×4×3.142/(24×60×60)2=0.034N 忽略向心力，即不考虑地球的自转 一、万有引力与重力大小的关系 【习题5】如图所示，P、Q 是质量均为 m 的两个质点，分别置于地球表面不同纬度上，假设把地球看成是一个质量分布均匀的球体，P、Q 两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．P 质点所受重力小于Q质点所受重力 B．P、Q质点所受重力的方向均指向地心 C．P、Q做匀速圆周运动的向心加速度大小相等 D．Q 质点受地球的万有引力小于P质点受地球的万有引力 二、天体质量和密度的计算 方法一：重力加速度法 若不考虑地球自转的影响，地面上（或表面附近）质量为m的物体所受的重力mg等于地球对物体的引力，即 黄金代换公式 二、天体质量和密度的计算 【习题6】设地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，地球半径R =6.4×106m，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，试估算地球的质量。 二、天体质量和密度的计算 方法二：利用环绕法 ，求解中心天体质量 基本思路：行星绕太阳的运动匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即 二、天体质量和密度的计算 【习题7】把地球绕太阳的公转看作是匀速圆周运动，已知轨道半径约为1.5×1011 m，引力常量G=6.67×10－11 N·m2/kg2，估算太阳的质量。 三、天体质量和密度的计算 天体质量和密度的计算方法 类型 方法 已知量 利用公式 表达式 备注 质 量 的 计 算 利用运行天体 r、T G=mr m中= 只能得到中心天体的质量 r、v G=m m中= v、T G=m, G=mr m中= —   利用天体表面重力加速度 g、R mg=G m中= 三、天体质量和密度的计算 类型 方法 已知量 利用公式 表达式 备注 密 度 的 计 算 利用运行天体 r、T、R G=mr m中=ρ·πR3 ρ= 当r=R时, ρ= 利用近地卫星只需测出其运行周期 利用天体表面重力加速度 g、R mg=G, m中=ρ·πR3 ρ= — 三、天体质量和密度的计算 【习题8】嫦娥六号进入环月圆轨道，周期为 T，轨道高度与月球半径之比为 k，引力常量为 G，则月球的平均密度为(　　) A. B. C. D.(1+k)3 D 四、卫星运行参量与轨道半径的关系 1．天体(卫星)运行问题分析 将天体或卫星的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供． 2．物理量随轨道半径变化的规律 r 越大，v、ω、a越小，T越大． 同一中心天体，各行星v、ω、a、T等物理量只与 r 有关 四、卫星运行参量与轨道半径的关系 【习题9】如图所示，a 为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c 为地球的同步卫星。比较a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度和线速度的大小。 $