高一物理万有引力定律及其应用.ppt

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1、高一物理高一物理备课组备课组20062006年度第二学期年度第二学期 第三章第三章第三章第三章 万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用万有引力定律及其应用第一节第一节 万有引力定律万有引力定律复习一一.天体究竟做怎样的运动天体究竟做怎样的运动1.1.地心说（托勒密）与日心说（哥白尼）地心说（托勒密）与日心说（哥白尼）地心说（托勒密）与日心说（哥白尼）地心说（托勒密）与日心说（哥白尼）轨道定律轨道定律轨道定律轨道定律 面积定律面积定律面积定律面积定律 周期定律周期定律周期定律周期定律二二.万有引力定律（牛顿）：万有引力定律（牛顿）：（G G 6.6710 6.671011

2、11 NmNm2 2kgkg2 2）适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：两个质点两个质点两个质点两个质点 两个质量分布均匀球体两个质量分布均匀球体两个质量分布均匀球体两个质量分布均匀球体2.2.行星运动三大定律（开普勒）行星运动三大定律（开普勒）行星运动三大定律（开普勒）行星运动三大定律（开普勒）第一节第一节 万有引力定律万有引力定律1.1.关于万有引力，下列说法中正确得是：关于万有引力，下列说法中正确得是：关于万有引力，下列说法中正确得是：关于万有引力，下列说法中正确得是：()()A.A.万有引力只有在天体之间才体现出来万有引力只有在天体之间才体现出来万有引力只有在天体之间才体现出来万有

3、引力只有在天体之间才体现出来B.B.一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引一个苹果由于其质量很小，它受到地球的万有引力几乎可以忽略力几乎可以忽略力几乎可以忽略力几乎可以忽略C.C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有力万有力万有力万有力D.D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在地球表

4、面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近于地球表面附近于地球表面附近于地球表面附近课堂练习D第一节第一节 万有引力定律万有引力定律2.要使两物体间的万有引力减小到原来的要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法，下列办法可采用的是（可采用的是（）A.使两个物体质量各减小一半，距离不变使两个物体质量各减小一半，距离不变 B.使其中一个物体的质量减小到原来的使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变，距离不变 C.使两物体的距离增为原来的使两物体的距离增为原来的2倍，质量不变倍，质量不变 D.距离和两物体质量都减小为原来的距离和两物体质量都减小为原来的1/4课堂练习ABC第

5、一节第一节 万有引力定律万有引力定律3.3.地球的半径为地球的半径为地球的半径为地球的半径为R R，地球表面处物体所受的重力为，地球表面处物体所受的重力为，地球表面处物体所受的重力为，地球表面处物体所受的重力为mgmg，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下，近似等于物体所受的万有引力。关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（）A.A.离地面高度离地面高度离地面高度离地面

6、高度 R R 处为处为处为处为4mg 4mg B.B.离地面高度离地面高度离地面高度离地面高度 R R 处为处为处为处为 C.C.离地面高度离地面高度离地面高度离地面高度 2R 2R 处为处为处为处为 D.D.离地面高度离地面高度离地面高度离地面高度 处为处为处为处为4mg4mg 课堂练习C第一节第一节 万有引力定律万有引力定律第一节第一节第一节第一节 万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律【练习【练习【练习【练习1 1】地球的质量大约为月球质量的地球的质量大约为月球质量的81倍。倍。一飞行一飞行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对它的器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地

7、球对它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月心的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为距离之比为。【答案】【答案】【答案】【答案】9:19:1第一节第一节 万有引力定律万有引力定律练习练习2：已知地球的质量：已知地球的质量m=5.981024 kg，半，半径是径是6400km，地面上站着，地面上站着100kg的人，求地的人，求地球对人的吸引力多大？球对人的吸引力多大？第一节第一节 万有引力定律万有引力定律第二节第二节第二节第二节 万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用将物体在行星表面所受到的万有引力近似看作等于物体的重将物体在行星表

8、面所受到的万有引力近似看作等于物体的重力。行星表面的加速度近似看作是由万有引力产生的。力。行星表面的加速度近似看作是由万有引力产生的。宇宇宙宙间间一一切切物物体体都都是是相相互互吸吸引引着着的的，通通常常两两个个物物体体间间的的万万有有引引力力非非常常微微小小，人人们们无无法法觉觉察察到到它它，但但在在天天体体系系统统中中，由由于于天体的质量均很大，万有引力就起着决定性的作用。天体的质量均很大，万有引力就起着决定性的作用。此作用集中体现在如下两个方面：此作用集中体现在如下两个方面：此作用集中体现在如下两个方面：此作用集中体现在如下两个方面：例题例题例题例题1 1：已知地球半径是：已知地球半径是

9、：已知地球半径是：已知地球半径是6400km6400km，现给你一天平、一，现给你一天平、一，现给你一天平、一，现给你一天平、一弹簧秤，请设计一个测地球质量的方案？弹簧秤，请设计一个测地球质量的方案？弹簧秤，请设计一个测地球质量的方案？弹簧秤，请设计一个测地球质量的方案？第一节第一节 万有引力定律万有引力定律第二节第二节第二节第二节 万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用将物体在行星表面所受到的万有引力近似看作等于物体的重将物体在行星表面所受到的万有引力近似看作等于物体的重力。行星表面的加速度近似看作是由万有引力产生的。力。行星表面的加速度近似看作是由万有引力

10、产生的。此作用集中体现在如下两个方面：此作用集中体现在如下两个方面：此作用集中体现在如下两个方面：此作用集中体现在如下两个方面：天体运动视为圆周运动，万有引力充当着向心力的作用。天体运动视为圆周运动，万有引力充当着向心力的作用。应用时根据实际情况选用相应的公式进行分析。应用时根据实际情况选用相应的公式进行分析。第一节第一节 万有引力定律万有引力定律第二节第二节第二节第二节 万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用【注意】【注意】【注意】【注意】某某一一高高度度的的重重力力加加速速度度g与与在在此此高高度度绕绕行行的的向向心心加加速速度度a的值相同。的值相同。在在

11、中中学学阶阶段段，一一般般把把天天体体的的椭椭圆圆运运动动近近似似为为匀匀速速圆圆周周运运动动。据据此此，无无论论是是比比例例题题（常常以以选选择择题题、填填空空题题出出现现）还还是是计计算算题题，均可用均可用“万有引力提供向心力万有引力提供向心力万有引力提供向心力万有引力提供向心力”的动力学方程来解决。的动力学方程来解决。第一节第一节 万有引力定律万有引力定律第二节第二节第二节第二节 万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用一一一一.天体质量或密度的估算天体质量或密度的估算天体质量或密度的估算天体质量或密度的估算二二二二.预测未知天体预测未知天体预测未知天体预

12、测未知天体海王星、冥王星的发现海王星、冥王星的发现海王星、冥王星的发现海王星、冥王星的发现三三三三.人造地球卫星和宇宙速度人造地球卫星和宇宙速度人造地球卫星和宇宙速度人造地球卫星和宇宙速度应用应用应用应用万有引力定律应万有引力定律应万有引力定律应万有引力定律应特别掌握：特别掌握：特别掌握：特别掌握：“万有引力提供向心力万有引力提供向心力万有引力提供向心力万有引力提供向心力”的动力学方程。的动力学方程。第一节第一节 万有引力定律万有引力定律第二节第二节第二节第二节 万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用【例题】【例题】【例题】【例题】若月球围绕地球做匀速圆周运动

13、，其周期为若月球围绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，又，又知月球到地心的距离为知月球到地心的距离为r，试求出地球的质量和密度。，试求出地球的质量和密度。【解】【解】【解】【解】万有引力提供月球圆周运动向心力万有引力提供月球圆周运动向心力第一节第一节 万有引力定律万有引力定律第二节第二节第二节第二节 万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用万有引力定律的应用测出卫星围绕天体做匀速圆周运动的半径测出卫星围绕天体做匀速圆周运动的半径r和周期和周期T一一一一.天体质量或密度的估算天体质量或密度的估算天体质量或密度的估算天体质量或密度的估算（式中（式中r卫星轨道半径，卫星轨道半径，R天体半径）天体半径）（当卫星绕天体表面运动时，轨道半径（当卫星绕天体表面运动时，轨道半径r与天体半径与天体半径R相等）相等）第一节第一节 万有引力定律万有引力定律例题：已知月球的周期T=2.361024S，地球的半径R=6.4106 m，月球与地球间的距离r=3.84108 m，求：（1）地球的质量（2）地球的密度第一节第一节 万有引力定律万有引力定律两两条条基基本本思思路路1 1、重力、重力等于等于万有引力万有引力2、万有引力、万有引力提供提供向心力向心力