第2节 万有引力定律 核心素养导学 物理观念 (1)知道万有引力定律的内容、表达式和适用范围。 (2)知道万有引力定律公式中r的物理意义,了解引力常量G。 科学思维 (1)理解万有引力定律的推导过程。 (2)会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。 科学态度与责任 (1)通过万有引力定律的推导过程,认识在科学规律发现过程中大胆猜想与严格求证的重要性。 (2)知道万有引力定律的发现使地球上的重物下落与天体运动完成了人类认识上的统一。 (3)知道引力常量G的测定在科学史上的重大意义。 一、苹果落地引发的思考 1.牛顿假设苹果与月球在运动中受到的是同种性质的力,都是地球对它们的 。 2.行星围绕太阳运动的向心力也是太阳对行星的 。 二、万有引力定律的建立 1.行星与太阳间的引力 引力 规律 太阳对行 星的引力 太阳对不同行星的引力,与行星的质量成 ,与行星和太阳间距离的二次方成 ,即F∝ 行星对太 阳的引力 行星对太阳的引力与太阳的质量成 ,与行星和太阳间距离的二次方成 ,即F'∝ 太阳与行星 间的引力 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=G,G为比例系数,其大小与太阳和行星无关,引力的方向沿两者的 2.月—地检验 (1)月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度与地面重力加速度的比值==。 (2)月球绕地球运动的实际向心加速度a=≈2.7×10-3 m/s2,所以=≈。 (3)结论:地面上物体受地球的引力与月球所受地球的引力、太阳与行星的引力遵从相同的规律。 3.万有引力定律 (1)内容:任何两个物体之间都存在 的引力,引力的大小与这两个物体的质量的乘积成 ,与这两个物体之间的距离的平方成 。 (2)公式:F= 。 三、引力常量 1.测量者:英国物理学家 。 2.数值:G= 。 (1)引力常量适用于任何两个物体,具有普适性。 (2)引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。 1.行星绕太阳运行的轨道是椭圆轨道,但大多数行星的运行轨道十分接近如图所示的圆轨道,请对以下结论作出判断: (1)太阳对行星的引力与行星的质量成正比。 ( ) (2)行星对太阳的引力与行星与太阳间的距离成反比。 ( ) (3)太阳对行星的引力方向沿行星与太阳中心连线且指向太阳。 ( ) (4)地面上两个物体之间由于距离较小,两物体间的万有引力一般不能忽略。 ( ) (5)月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是由地球对月球的引力提供的。 ( ) 2.太阳与行星之间、地球与月球之间以及任何两个物体之间都存在万有引力。 (1)公式F=G中r的含义是什么 (2)任何两个物体之间的万有引力都能利用公式F=G计算出来吗 3.两个挨得很近的人之间的万有引力可以用万有引力定律计算吗 设想将一个小球放到地球的中心,小球受到的万有引力是多少呢 新知学习(一) 对万有引力定律的理解 [任务驱动] 如图所示,图甲为两个靠近的人,图乙为行星围绕着太阳运行,他们都是有质量的。 (1)任意两个物体之间都存在引力吗 (2)为什么通常两个人之间感受不到引力 而太阳对行星(或地球对月球、人造卫星)的引力可以使行星(或月球、人造卫星)围绕太阳(地球)运转 (3)当两个人之间的距离很近时,即r→0时,根据公式F=G可知两个人之间的万有引力变得无穷大,对吗 [重点释解] 1.万有引力的四个特性 特性 内容 普遍性 万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间,宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力 相互性 两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力,遵守牛顿第三定律 宏观性 地面上的一般物体之间的万有引力比较小,与其他力比较可忽略不计,但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间,万 ... ...
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