高中物理万有引力定律教学ppt课件

这是一份高中物理万有引力定律教学ppt课件，共25页。PPT课件主要包含了建立模型，月-地检验，万有引力定律，规律方法等内容，欢迎下载使用。
知识回顾——开普勒定律
所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。
对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。
所有行星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比都相等。
思考：各行星都围绕太阳运行，说明太阳与行星之间引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大小和方向是怎样的呢?
第七章 万有引力与宇宙航行
§7.2 万有引力定律
行星的运动是受到了来自太阳的类似于磁力的作用 ，与距离成反比。
一切物体都有合并的趋势，通过旋转对抗合并的趋势。
在太阳的周围有旋转的物质(以太)作用在行星上，使得行星绕太阳运动。
行星的运动是太阳吸引的缘故，并且力的大小与到太阳距离的平方成反比。
什么原因使行星绕太阳运动呢？
物体怎样才不会沿直线运动？
一切物体总保持原来的静止或匀 速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力应该是太阳对它的引力。
太阳对行星的引力与哪些因素有关呢？
一、行星与太阳间的引力
思考2：既然把行星绕太阳的运动简化为圆周运动。那么行星绕太阳运动可看成匀速圆周运动还是变速圆周运动？
思考3：行星绕太阳做匀速圆周运动需要向心力，那什么力来提供做向心力？ 这个力的方向怎么样？
思考1：行星的实际运动是椭圆运动，但我们还不了解椭圆运动规律，那应该怎么办？能把它简化成什么运动呢？
思考4：太阳对行星的引力提供作为向心力，那这个力大小与什么因素有关？表达式又是怎样呢？
思考5：行星对太阳有引力吗？那这个力大小与什么因素有关？
m是受力星体的质量还是施力星体的质量？
3.太阳与行星间的引力
G是比例系数，与太阳、行星都没有关系
问题1：假设地球对月球的作用力与太阳对行星的作用力是同一种力，其表达式是怎样的？
问题2：月球在这个力的作用下做什么运动？其向心加速度的表达式是怎样的？
问题3：假设地球对地面上的苹果的力也是同一种力，其表达式是怎样的？
问题4：苹果在这个力的作用下做什么运动？其加速度的表达式是怎样的？
问题5：这两个加速度之比是多少？(月球与地球中心的距离r约为地球半径R的60倍)
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比。
(G为引力常量，r为两物体的中心距离)
在两个物体的连线上,指向施力物体
(2)两个质量分布均匀的球体间的相互作用(r为两球心间的距离)。
(1)两个质点间的相互作用(两物体间距远大于物体的线度)。
(3)一个质量分布均匀的球体与球外一个质点间的相互作用，r为球心到质点的距离。
(4)特殊性：万有引力的大小只与它们的质量有关，与它们间的距离有关。与其他的因素均无关。
5.对万有引力定律的理解：
(1)普遍性：万有引力存在于宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其他作用力。
(2)相互性：两物体间的相互引力，是一对作用力和反作用力，符合牛顿第三定律。
(3)宏观性：通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的天体间或天体与物体间，它的作用才有宏观的意义。
两个质量为1kg的物体相距1m时，它们之间万有引力大小为6.67×10-11N
G=6.67×10-11N•m2/kg2
【练习】下面请同学们粗略的计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力大小。
只有一粒芝麻重力的几千分之一!!!
通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略
【例1】下列关于行星对太阳的引力的说法正确的是 （ ）A.行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力B.行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关C.太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D.行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星和太阳的距离成反比
2.若不满足上述的条件，则可以采用下述方法
②两个质量分布均匀的球体间的引力；
①可视为质点的两物体间的引力；
③一个质量分布均匀的球体与一个质点间的引力。
①将它们分割成许多小块(质点)，然后用此式去计算每一对小块间的引力，最后将其中一个物体所受的各个引力进行矢量合成。②灵活变换研究对象，采用“填补法”或者“对称法”求解 。
四、万有引力和重力的关系
除两极以外，地面上其他点的物体，都围绕地轴做圆周运动，这就需要一个垂直于地轴的向心力。由地球对物体的万有引力的一个分力F′提供向心力，另一个分力为重力G，如图所示。
1.重力和万有引力的关系
(3)从赤道向两极，随纬度的增加，向心力减小，重力增大。
2．地球重力加速度g及变化
(1)地球表面的重力加速度
(2)某高度处的的重力加速度
【例6】地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有 ( )A.物体在赤道处受到的地球引力等于两极处，而重力小于两极处B.赤道处的角速度比南纬30°的角速度大C.地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大D.地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力