粤教版高中物理必修二第三章 3.1万有引力定律 学案.doc
《粤教版高中物理必修二第三章 3.1万有引力定律 学案.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《粤教版高中物理必修二第三章 3.1万有引力定律 学案.doc(10页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、 课前自主预习1万有引力定律的表达式 ,其适用条件 .2引力常量:表达式中的为引力常量,其大小在数值上等于质量各为1kg的物体相距1m时的万有引力。是卡文迪许首先利用扭秤实验装置测出的。3分析天体运动的基本思路:把天体的运动看做是,所需的向心力由提供,即=。4万有引力定律具有普遍性、。5(单选)发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是 ( )来源:Zxxk.ComA牛顿、卡文迪许 B开普勒、伽俐略 C开普勒、卡文迪许 D牛顿、伽俐略 课前自主预习答案:1.,两个质点间2.mkg 3.匀速圆周运动,万有引力,4.相互性,宏观性,特殊性5A.课堂互动探究知识点1:天体的运动新知探究面对浩瀚的星
2、空,你知道人们对天体运动的认识曾经存在 和 两种相对立的学说, 的学说更先进,最终发现行星运动的科学家是 。图311答案:地心说和日心说,日心说,开普勒。重点归纳1地心说托勒密发展了地心说,他认为地球是宇宙的中心且静止不动,太阳、月亮及其他行星都绕其做圆周运动2日心说哥白尼提出日心说,他通过40多年的观察发现,若假设太阳是宇宙的中心,地球和其他行星都围绕太阳运动,对行星运动的描述就会变得更加清晰3开普勒定律 开普勒第一定律(轨道定律):所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上 开普勒第二定律(面积定律):太阳和行星之间的连线在相等的时间内扫过相同的面积 开普勒第三定律(周期
3、定律):所有行星绕太阳公转周期的平方和轨道半长轴的立方成正4开普勒三定律透析:开普勒三定律不仅适用于行星围绕太阳的运动,也适用于卫星绕地球的运动,还适用于其它天体绕某一中心天体的运动。比例系数k是一个与行星质量无关的常量,但不是恒量。只有围绕同一天体运行的行星或卫星,他们半长轴的立方与公转周期的平方之比才是同一常数。在不同的星体系中,k值不同,常数k只与中心天体有关。【例1】我国发射的第一颗人造卫星,其近地点高度是h1439 km,远地点高度h22 384 km,求近地点与远地点卫星运动的速率之比v1v2.(已知R地6 400 km,用h1、h2、R地表示,不计算结果)解:卫星近地点和远地点在
4、t内扫过的面积分别为R1和R2,根据开普勒第二定律有:R1R2即R1tR2t又v11R1,v22R2,故v1R1v2R2所以.触类旁通1:某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为a,近日点离太阳的距离为b,过远日点时行星的速率为va,则过近日点时的速率vb为( C )Avbva BvbvaCvbva Dvbva解析:由开普勒第二定律知,某行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,取t足够短,所扫过的面积近似看做三角形面积,则有tatb,解得vbva.【例2】人造地球卫星运行时,其轨道半径为月球轨道半径的,已知月球绕地球运动的周期是30天,则此卫星运行的周期大约是(C)A13天 B35天C5
5、7天 D以上都不对解析:根据开普勒第三定律有k,得T卫305.8天答案:C触类旁通2.设有两颗人造地球卫星的质量之比为m1m212,其运行轨道半径之比为R1R231,则两颗卫星运行的周期之比为( D )A41 B91 C13 D3 1解析:根据开普勒第三定律有k得到 3 .知识点2:万有引力定律的理解新知探究开普勒定律回答了行星如何绕太阳运动的问题,但没有说明行星为什么这样运动,科学家 最终回答了这个问题,他发现的规律叫 。答案:牛顿,万有引力定律。重点归纳1公式的适用条件(1)质点间的相互作用(2)质量分布均匀的球体,r为球心间距离(非均匀物体时,r为两物体重心的距离)2对万有引力定律的理解
6、(1)普遍性:引力存在于宇宙间任何有质量的物体之间,是自然界中的一种基本相互作用(2)相互性:两个物体间的引力是一对作用力与反作用力(3)宏观性:微观粒子质量很小,它们之间的引力很小,可忽略不计;一般的两个物体间的引力也很小(例如人与人之间),也可忽略不计;只有在天体与天体之间、天体与一般物体之间的引力较大或很大时,引力才有宏观上的意义(4)特殊性:两物体间的万有引力只与它们的质量、距离有关,而与其所在的空间性质无关,与周围有无其他物体无关【例3】(双选)对于质量分别为m1和m2的两个物体间的万有引力的表达式FG,下列说法中正确的是(AC)A公式中G是引力常量,它是由实验得出的,而不是人为规定
7、的B当两物体间的距离r趋于零时,万有引力趋于无穷大Cm1和m2所受引力大小总是相等的D两个物体间的引力总是大小相等、方向相反的,是一对平衡力解析:引力常量G的值是英国物理学家卡文迪许运用构思巧妙的“精密扭秤”实验测定出来的,所以选项A正确;两个物体之间的万有引力是一对作用力与反作用力,它们总是大小相等、方向相反、分别作用在两个物体上,所以选项C正确,D错误当r趋于零时,这两个物体不能看成质点,万有引力公式不再适用,B项错来源:学#科#网答案:AC触类旁通3.地球质量大约是月球质量的81倍,一飞行器在地球和月球之间,当地球对它的引力和月球对它的引力相等时,飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为(
8、 D )A11 B31 C61 D91解析:设月球中心离飞行器的距离为r1,月球的质量为m1;地球中心离飞行器的距离为r2,地球的质量为m2,飞行器的质量为m,则飞行器受到月球、地球的万有引力分别为 F月G、F地G.由于F月F地,得到,即,选项D正确答案:D【例4】 两个相同的实心小铁球紧靠在一起,它们之间的万有引力为F,若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为 ( D )A2F B4F C8F D16F解析:小铁球之间的万有引力,由V= 及m= 可知大铁球质量M=8m故两个大铁球间的万有引力 答案:D点评:本题考查了对万有引力定律的理解,引力大小与质量的乘积成正比
9、,与距离的二次方成反比触类旁通4甲、乙两个质点间的万有引力大小F,若甲物体的质量不变,乙物体的质量增加到原来的2倍,同时,它们之间的距离减小为原来的,则甲、乙两物体的万有引力大小变为( C )AF B C8F D4F解析:由知C正确。答案:C方法技巧易错易混实验透视易错易混1半长轴的理解公式k中,半长轴a是AB间距的一半(如图312所示),不要认为a等于太阳到B点的距离;T是公转周期,不要误认为是自转周期图3122万有引力和重力的区别 地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因,但重力又不完全等于引力这是因为地球在不停地自转,地球上的一切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动,这就需要向心力这
10、个向心力的方向是垂直指向地轴的,它的大小是F向m2r(r是物体与地轴的距离,是地球自转的角速度)这个向心力是地球对物体的引力F的一个分力,如图313,引力F的另一个分力才是物体的重力mg.图313重力和万有引力无论在大小还是在方向上都略有差别,但这种差别很小所以一般情况下,可不考虑地球自转的影响,认为物体在地球表面所受重力的大小等于地球对它的万有引力,即mgG.地球表面的重力加速度为g,其中M和R分别是地球的质量和半径【例6】哈雷彗星的环绕周期是76年,离太阳最近距离是8.91010 m,离太阳最远的距离尚未得知试根据开普勒定律估算这个最远距离(k3.3541018 m3/s2)错因:未能正确
11、理解最近、最远距离与轨道半长轴间的几何关系两式联立得l22al12l1代入数据得l228.91010 m5.2721012 m.触类旁通6. 关于重力和万有引力的关系,下列说法错误的是( A )A地面附近物体所受到的重力就是万有引力来源:学科网ZXXKB重力是由于地面附近的物体受到地球吸引而产生的C在不太精确的计算中,可以认为重力等于万有引力D严格来说重力并不等于万有引力,除两极处物体的重力等于万有引力外,在地球其他各处的重力都略小于万有引力解析:重力是万有引力的一个分力,除两极处物体的重力等于万有引力外,在地球其他各处的重力都略小于万有引力,一般情况下,可不考虑地球自转的影响,认为物体在地球
12、表面所受重力的大小等于地球对它的万有引力,故A错,BCD对。答案:A 随堂练习一、单项选择题1下列说法错误的是( C )A希腊科学家托勒密认为地球是宇宙的中心,是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动B波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”,认为太阳是宇宙的中心C“日心说”是德国天文学家开普勒提出的D开普勒定律描述了行星运动的规律,推动了对天体动力学的研究解析:“地心说”的代表人物是托勒密,认为地球是宇宙的中心,选项A对;哥白尼经过近四十年对天体的观察,提出了“日心说”,选项B对;在“日心说” 的指导下,开普勒进行了长期观察及大量的数据分析总结出了天体运动的规律,推动了对天体运动的研究,选
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 粤教版高中物理必修二第三章 3.1万有引力定律 学案 粤教版 高中物理 必修 第三 3.1 万有引力定律
链接地址:https://www.31doc.com/p-4664192.html