【新教材精创】7.2 万有引力定律 导学案（2）-人教版高中物理必修第二册.docx

1、第七章 万有引力与宇宙航行7.2 万有引力定律1、知道行星绕太阳运动是原因是受到太阳引力的作用。2、在开普勒行星运动定律、匀速圆周运动知识和牛顿运动定律的基础上，推导得到太阳与行星间的引力的表达式，并初步理解其物理意义。3、了解月-地检验的内容；4、理解万有引力定律的内容及条件；一、太阳与行星间的引力1牛顿在物理学上的重大贡献之一就是建立了关于运动的清晰的概念，他在前人对于惯性研究的基础上，首先思考的问题是“物体怎样才会不沿直线运动”，他的回答是_。由此推出：使行星沿圆或椭圆运动，需要指向_的力，这个力应该就是_。于是，牛顿利用他的_把行星的向心加速度与_联系起来了。不仅如此，牛顿还认为这种引

2、力存在于_。2行星绕太阳做近似匀速圆周运动，需要的向心力是由_提供的，由向心力的公式结合开普勒第三定律得到向心力F_。由此我们可以推得太阳对不同行星的引力，与行星的质量m成_，与行星和太阳间距离的二次方成_，即F。3根据牛顿第三定律，可知太阳吸引行星的同时，行星也必然吸引太阳，行星对太阳的引力与太阳的质量M成_，与行星和太阳间距离的二次方成_，即F。4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_，式中G为比例系数，其大小与太阳和行星的质量_，太阳与行星引力的方向沿二者的_。二、万有引力定律1、月-地检验：假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同

3、一种力，同样遵从“ ”的规律，那么，由于月球轨道半径约为地球半径的60倍，所以月球轨道上物体所受的引力就应该是它在地面附近受到的引力的 。物体在月球轨道上运动时的加速度也就应该是 。这就是牛顿著名的月-地检验。2、牛顿认为所有物体之间存在 ，太阳与行星间的引力使得行星。3、自然界中任何两个物体都相互 ，引力的方向在 ，引力的大小与 成正比，与成反比，这就是万有引力定律，其数学表达式为 。4、 国物理学家 在实验室里比较准确地得出了引力常量G。一、太阳与行星间作用力想一想：为什么说太阳对行星有引力作用？试一试：推导太阳对行星的引力F跟行星的质量m及行星到太阳的距离r的关系：1设行星的质量为m，速

4、度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为F= 。2行星绕太阳做匀速圆周运动的周期为T，则速度v与周期T关系为v= ，则向心力的周期表达式为F= 。3把开普勒第三定律表达式变形为代入向心力公式F= 。4由上述公式可以说太阳对行星的引力F与 成正比，与 成反比，即F 。行星对太阳的引力想一想：为什么说行星对太阳也有引力作用？说一说：行星对太阳的引力F 与 成正比，与 成反比，即F 。三、太阳与行星间的引力思考与讨论：为什么说太阳与行星间的引力既与太阳的质量成正比又与行星的质量成正比？说一说：根据 定律，太阳对行星的引力F与行星对太阳的引力F大小相等。概括地说，太阳与行星间

5、的引力大小与 成正比，与 成反比，即F= 。太阳与行星间的引力方向沿着 。二、万有引力定律思考：是否任意两个物体之间都有这样的力呢？我们大胆的把以上结论推广到宇宙中一切物体之间。1、 内容：2、 公式：3、 引力常量G=测定：英国物理学家 在实验室比较精确的测出。4、 万有引力定律的适用条件（1）万有引力定律适用于任意两个物体引力大小的计算。（2）以下情况可以直接使用公式 。求两个质点间的万有引力：当两个物体间距离 物体本身尺度时，物体可以看做 ，r表示两质点间距离。求两个均匀球体间的万有引力，r表示球心距。三、引力 常量1卡文迪许通过测定引力常数，证实了万有引力的存在及万有引力定律的正确性2

6、使万有引力定律能进行定量计算，显示出真正的实用价值如果没有G的测量，则万有引力定律只有其理论意义，并无实际意义，正是由于卡文迪许测定了引力常量G，才使得万有引力定律在天文学的发展上起了重要作用例如，可以用测定地球表面物体重力加速度的方法，测定地球的质量，也正是由于这一应用，卡文迪许被人们称为是“能称出地球质量的人3标志着力学实验精密程度的提高，开创了测量弱力的新时代一、单选题1、树上的苹果落向地球，针对这一现象，以下说法正确的是()A由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大B由于地球对苹果有引力，而苹果对地球无引力造成的C苹果对地球的引力大小和地球对苹果的引力大小是相等的D以

7、上说法都不对2、牛顿建立的经典力学体系，是人类认识自然的第一次大飞跃和理论的大综合，它开辟了一个新的时代，并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方式产生极其深刻的影响，标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的典范。以下说法正确的是（ ）A牛顿通过著名的月地检验，证实了万有引力定律的正确性B牛顿第一、第二、第三定律都可以用实验直接验证C牛顿推翻了力是维持物体运动的原因的观点D牛顿第一定律又被称为惯性定律，任何物体都有惯性，速度越大，物体的惯性越大3、在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是( )A日心说的代

8、表人物是托勒密B英国物理学家卡文迪许利用扭秤首先较准确地测定了引力常量C伽利略用月地检验证实了万有引力定律的正确性D第谷得出了行星运动定律4、两个大小相同质量分布均匀的实心小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为若两个半径是小铁球2倍的质量分布均匀的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为A2FB8FC4FD16F二、多选题5、下列关于万有引力定律的说法中正确的有（）A万有引力定律是开普勒发现的B万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用C中的G是由卡文迪许测定的一个比例常数，没有单位D中的r可以是两个质量分布均匀的球体球心间的距离6、关于引力常量G，下列说法中正确的是

9、()AG值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值，可用万有引力定律进行定量计算B引力常量G的大小与两物体质量乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比C引力常量G的物理意义是，两个质量都是10 kg的物体相距1m时相互吸引力为6.671011 ND引力常量G是不变的，其值大小与单位制的选择无关三、非选择题7、太阳的质量是2.01030kg，地球的质量是5.891024kg，太阳和地球的平均距离是1.51011m，太阳和地球之间的万有引力是多大？已知拉断横截面积S01cm2的钢棒需施力F06.68104N，那么太阳吸引地球的力可以拉断横截面积多大的钢棒？（计算结果保留两位有效数字）8、火星半径是地球

10、半径的一半，地球质量约为火星质量的9倍，那么地球表面质量为m的人受到地球的吸引力约为火星表面人受到火星引力的多少倍？一、单选题1、两个质点之间万有引力的大小为F，如果将这两个质点之间的距离变为原来的3倍，那么它们之间万有引力的大小变为（）AF/9B9FCF/3D3F2、下列现象中，不属于由万有引力引起的是A银河系球形星团聚集不散B月球绕地球运动而不离去C电子绕核旋转而不离去D树上的果子最终总是落向地面3、如图所示，两个质量均为M的球分别位于半圆环和圆环的圆心，半圆环和圆环分别是由相同的圆环截去一半和所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力为F，则乙图中环对球的万有引力大小为（）AFBF

11、CFDF4、对于万有引力的表达式的理解，下列说法正确的是A公式中的是一个常数，在国际单位制中的单位是B当趋近于零时，和之间的引力趋近于无穷大C和之间的引力大小总是相等，方向相反，是一对平衡力D和之间的引力大小总是相等，与和是否相等无关二、多选题5、下列关于万有引力的说法正确的是（）A牛顿测出了万有引力常量GB对于质量分布均匀的球体，公式 中的r指两球心之间的距离C虽然地球质量远小于太阳质量，但太阳对地球的引力大小等于地球对太阳的引力大小D只有当物体的质量大到一定程度时，物体之间才有万有引力6、关于物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是A公式中的G是引力常量，这是由实验得出的，而不是人为规定

12、的B当两物体的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大C两个物体间的万有引力总是大小相等的，而与m1和m2是否相等无关D两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力三、非选择题7、两艘轮船，质量都是1.0104t，相距10 km，它们之间的万有引力是多大？比较这个力与轮船所受重力的大小(g取10 m/s2)8、如图所示，阴影区域是质量M半径为R的球体挖去一个小圆球后的剩余部分，所挖去的小圆球的球心O和大球心间的距离是,求球体剩余部分对球体外与球心O距离为2R、质量为m的质点P的引力.参考答案【实践研究】1、C；2、A；3、B；4、D；5、BD；6、AC；7、【答案】 3.51022N；

13、5.21013m2【解析】根据万有引力定律，太阳和地球之间的万有引力F=G=6.6710-11N=3.51022N.太阳吸引地球的力可以拉断钢棒的横截面积S=cm2=5.21017cm2=5.21013m2.8、【答案】 【解析】设火星半径为R，质量为M，则地球半径为2R，质量为9M，地球对人：火星对人：所以：。【课后巩固】1、A；2、C；3、B；4、D；5、BC；6、AC；7、【答案】 6.67105N；重力远远大于轮船间的万有引力【解析】根据万有引力公式，代入数据得： ，重力，重力远远大于轮船间的万有引力8、【答案】 【解析】将挖去的球补上,则完整的大球对球外质点P的引力为：半径为的小球的质量：补上的小球对质点P的引力因而挖去小球的阴影对质点P的引力为：