资源描述
1.3万有引力定律及其应用,1.3.1万有引力定律,一、天体究竟做怎样的运动观图助学,如图所示是太阳系中行星运行示意图，请思考：行星绕太阳运动的轨迹是圆还是椭圆？行星绕太阳运动有哪些规律？,1.地心说：_是宇宙的中心，而且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕_运动。代表人物是_。2.日心说：_是宇宙的中心，而且是静止不动的，地球以及其他行星都绕太阳运动。代表人物是_。3.开普勒行星运动定律(1)开普勒第一定律(轨道定律)内容：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是_，太阳位于椭圆的一个_上。如图所示。,地球,地球,托勒密(古希腊),太阳,哥白尼(波兰),椭圆,焦点,理解：开普勒第一定律说明不同行星绕太阳运动时的椭圆轨道虽然不同，但有一个_的焦点。(2)开普勒第二定律(面积定律)内容：行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过_的面积。如图所示。,共同,理解：行星靠近太阳的过程中都是向心运动，速度_，在近日点速度最_；行星远离太阳的过程中都是离心运动，速度_，在远日点速度最_。,相同,增大,大,减小,小,平方,立方,无关,有关,理解概念,判断下列说法是否正确。(1)太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动。()(2)太阳系中各行星到太阳的距离各不相同。()(3)围绕太阳运动的各行星的速率是不变的。()(4)太阳系中越是离太阳远的行星，运行周期就越大。(),二、万有引力定律观图助学,如图是牛顿对苹果落地的思考的画面，请思考：苹果为什么会落向地面？苹果对地球有作用力吗？,1.内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的。两个物体间引力的方向在它们的_上，引力的大小跟它们的_成正比，跟它们之间的_成反比。,连线,质量的乘积,距离的二次方,说明：(1)G为引力常数，其数值由英国科学家_测量得出，常取G_Nm2/kg2。(2)r为两个质点间的距离或质量均匀的两个球体的_之间的距离。,卡文迪许,6.671011,球心,理解概念,判断下列说法是否正确。(1)万有引力定律公式中G为引力常数，与两个物体的质量无关。()(2)不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力。()(3)行星绕太阳运动的椭圆轨道可以近似地看作圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力。(),对开普勒定律的理解,要点归纳1.开普勒第一定律解决了行星轨道问题行星的运行轨道都是椭圆，不同行星轨道的半长轴不同，即各行星的椭圆轨道大小不同，但所有轨道都有一个共同的焦点，太阳在此焦点上。因此开普勒第一定律又叫焦点定律。,2.开普勒第二定律解决了行星绕太阳运动的速度大小问题(1)如图1所示，如果时间间隔相等，由开普勒第二定律知，面积SASB，可见离太阳越近，行星在相等时间内经过的弧长越长，即行星的速率越大。因此开普勒第二定律又叫面积定律。,图1(2)近日点、远日点分别是行星距离太阳的最近点、最远点。同一行星在近日点速度最大，在远日点速度最小。,3.开普勒第三定律解决了行星周期的长短问题,图2,试题案例例1(多选)关于行星绕太阳运动的说法正确的是()A.太阳系中的八大行星有一个共同的轨道焦点B.太阳系中的八大行星的轨道有的是圆形，并不都是椭圆C.行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向D.行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直解析太阳系中的八大行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，而太阳位于八大行星椭圆轨道的一个公共焦点上，选项A正确，B错误；行星的运动是曲线运动，运动方向总是沿着轨道的切线方向，选项C正确；行星从近日点向远日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角大于90，行星从远日点向近日点运动时，行星的运动方向和它与太阳连线的夹角小于90，选项D错误。答案AC,针对训练1(多选)关于卫星绕地球的运动，根据开普勒定律，可以推出的正确结论有()A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B.卫星绕地球运动的过程中，其速率与卫星到地心的距离有关，距离小时速率小C.卫星离地球越远，周期越大,答案AC,万有引力定律,观察探究,如图3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。,图3(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？(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(1)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(相比于天体质量)，地球上两个物体间的万有引力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。(2)相等。它们是一对相互作用力。,探究归纳1.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,(2)当物体不能看成质点时，可以把物体假想分割成无数个质点，求出物体上每一个质点与另一个物体上所有质点间的万有引力，然后求合力。,试题案例例2(多选)下列说法正确的是(),解析万有引力定律适用于两质点间的相互作用，当两球体质量分布均匀时，可认为球体质量分布在球心，然后计算万有引力，故A、D项正确；当r0时，两物体不能视为质点，万有引力定律不再适用，B项错误；大球M周围物体对小球m的引力的合力为零，故C项错误。答案AD,万有引力的特点1.万有引力的普遍性。万有引力不仅存在于星球间，任何客观存在的有质量的物体之间都存在着这种相互吸引力。2.万有引力的相互性。两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，方向相反，分别作用于两个物体上。3.万有引力的宏观性。在通常情况下，万有引力非常小，只是在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义。,针对训练2(多选)如图4所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R。下列说法正确的是(),图4,答案BC,重力与万有引力的关系,地球对物体的引力是物体受到重力的根本原因，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的自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向心力，这个向心力来自地球对物体的引力F，它是引力的一个分力，如图5所示，引力F的另一个分力才是物体的重力mg。,图5,1.重力与纬度的关系在赤道上时，引力F、重力mg、向心力F向三力同向，满足FF向mg。在两极时，由于向心力F向0，则mgF。在其他位置，mg、F与F向不在一条直线上，遵从平行四边形定则，同一物体在赤道处向心力最大，重力最小，并且重力随纬度的增加而增大。而且重力的方向竖直向下，并不指向地心，只有在赤道和两极，重力的方向才指向地心。,2.重力、重力加速度与高度的关系,(1)该位置处的重力加速度g是地面处重力加速度g的多少倍？(2)该位置距地球表面的高度h为多大？,
展开阅读全文