5.2 万有引力定律是怎样发现的（课件）-2018版步步高学案导学与随堂笔记物理（沪科版必修2）

第5章 5.2　万有引力定律是怎样发现的 学习目标　 1.了解万有引力定律得出的思路和过程. 2.理解万有引力定律的含义，并能利用万有引力公式进行有关计算. 3.知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律. 内容索引 Ⅰ自主预习梳理 Ⅱ 重点知识探究 Ⅲ 当堂达标检测 自主预习梳理 Ⅰ 一、万有引力发现的过程 1.解决引力问题存在三大困难： 困难之一：无数学工具解决变化的 运动问题. 困难之二：缺乏理论工具计算天体各部分对行星产生的力的 . 困难之三：众多天体的引力 的问题无法解决. 2.牛顿对问题的解决方法： (1)牛顿利用他发明的 方法，越过了变速运动的障碍. (2)运用模型方法，提出了 的概念，并通过微积分运算的论证，把庞大天体的质量集中于球心. (3)撇开其他天体的作用不计，只考虑 的作用. 太阳对行星 曲线 总效果 相互干扰 微积分 质点 二、万有引力定律 1.内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成 ，跟它们的距离的二次方成 . 2.表达式：F＝ . 3.引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2 (1)物理意义：引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力. 正比 反比 (2)引力常量测定的意义 利用扭秤装置通过改变小球的质量和距离，测出G的数值及验证了万有引力定律的正确性.引力常量的确定使万有引力定律能够进行定量的计算，显示出真正的实用价值. 4.万有引力的特性 (1)普遍性：万有引力存在于宇宙中任何两个有 的物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间). (2)相互性：两个物体间相互作用的引力是一对作用力和反作用力，符合 . 卡文迪许 质量 牛顿第三定律 (3)宏观性：天体间万有引力很大，它是支配天体运动的原因.地面物体间、微观粒子间的万有引力很小，不足以影响物体的运动，故常忽略不计. 5.万有引力公式的适用条件 (1)两个 间. (2)两个质量分布均匀的球体间，其中r为两个 间的距离. (3)一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间，r为 的距离. 球心到质点 质点 球心 1.判断下列说法的正误. (1)万有引力不仅存在于天体之间，也存在于普通物体之间.( ) (2)引力常量是牛顿首先测出的.( ) (3)物体间的万有引力与它们间的距离成反比.( ) (4)根据万有引力表达式可知，质量一定的两个物体若距离无限靠近，它们间的万有引力趋于无限大.( ) √ × 即学即用 × × 2.两个质量都是1 kg的物体(可看成质点)，相距1 m时，两物体间的万有引力F＝___________ N，一个物体的重力F′＝___ N，万有引力F与重力F′的比值为____________.(已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，重力加速度g＝10 m/s2). 6.67×10－11 10 6.67×10－12 重点知识探究 Ⅱ 一、万有引力定律 如图1所示，天体是有质量的，人是有质量的，地球上的其他物体也是有质量的. (1)任意两个物体之间都存在万有引力吗？为什么通常两个物体间感受不到万有引力，而太阳对行星的引力可以使行星围绕太阳运转？ 导学探究 答案　任意两个物体间都存在着万有引力.但由于地球上物体的质量一般很小(相比较天体质量)，地球上两个物体间的万有引力是远小于地面对物体的摩擦力，通常感受不到，但天体质量很大，天体间的引力很大，对天体的运动起决定作用. 图1 答案 (2)地球对人的万有引力与人对地球的万有引力大小相等吗？ 答案　相等.它们是一对相互作用力. 答案 1.万有引力定律表达式F＝ ，式中G为引力常量.G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，由英国物理学家卡文迪许在实验室中比较准确地测出. 测定G值的意义：(1)证明了万有引力定律的存在；(2)使万有引力定律有了真正的实用价值. 2.万有引力定律的适用条件 (1)在以下三种情况下可以直接使用公式F＝ 计算： ①求两个质点间的万有引力：当两物体间距离远大于物体本身大小时，物体可看成质点，公式中的r表示两质点间的距离. 知识深化 ②求两个均匀球体间的万有引力：公式中的r为两个球心间的距离. ③一个质量分布均匀球体与球外一个质点的万有引力：r指