1、6.3 万有引力定律 【学习目标】1.了解万有引力定律得出的思路和过程。2.理解万有引力定律的含义并掌握用万有引力定律计算引力的方法。3.记住引力常量 G 并理解其内涵。【预习引导交流】1内容自然界中任何两个物体都相互 ，引力的方向在 ，引力的大小与物体的质量 m1 和 m2 的乘积成 （正比 /反比）、与它们之间距离 r的二次方成 （正比/反比）。2公式 21F其中 为引力常量，引力常量 Nm2/kg2，由 实验测定。3适用条件两个 的相互作用。(1)质量分布均匀的球体间的相互作用，也可用本定律来计算，其中 r 为两球心间的距离。(2)一个质量分布均匀的球体和球外一个质点之间的万有引力也适用
2、，其中r 为质点到球心间的距离。【课前讨论】1什么是万有引力？请 举例说明。2万有引力定律的适用条件是什么？什么情况下能把物体看成质点呢？如果计算太阳与行星间的引力时，可不可以看成质点？那么这时 r 应该代表什么？【我的疑惑】【我的课堂学习】1666 年夏末一个温暖的傍晚,在英格兰林肯郡乌尔斯索普,一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里,坐在一颗树下,开始埋头读他的书.当他翻动书页时,他头顶的树枝中有样东西晃动起来,一只历史上最著名的苹果落了下来,打在 23 岁的伊萨克牛顿的头上.恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太
3、阳运行的轨道上？为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？正是从思考这一问题开始，他找到了这些问题的答案万有引力定律.1、万有引力概念旧知回顾：1.开普勒三大定律 kTa23:周 期 定 律面 积 定 律椭 圆 轨 道 定 律2.太阳与行星间的引力 222: rMmGFrr或太 阳 与 行 星 间 的 引 力行 星 对 太 阳 的 引 力太 阳 对 行 星 的 引 力讨论交流一：太阳对行星的引力使得行星围绕太阳运动。那么：月球围绕地球运动，是否能说明地球对月球有引力作用?抛出的物体总要落回地面，是否说明地球对物体有引力作用？万有引力定律的概念：自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的大小与物体的质
4、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.表达式:由 F= (M:太阳质量,m:行星的质量 )2GMm得出:F= (m1:物体 1 的质量,m 2:物体 2 的质量)2rG 是比例系数由 F= 可知 G 的单位：Nm 2/kg2.2121mFrrG二、对万有引力定律的理解：1.万有引力的普遍性因为自然界中任何两个物体都相互吸引，所以万有引力不仅存在于星球间，任何有质量的物体之间都存在着相互作用的吸引力。2.万有引力的相互性因为万有引力也是力的一种，力的作用是相互的,具有相互性，符合牛顿第三定律。3.万有引力的宏观性在通常情况下，万有引力非常小，只有质量巨大的星球间或
5、天体与天体附近的物体间，它的存在才有实际的物理意义，故在分析地球表面物体受力时，不考虑地面物体之间的万有引力，只考虑地球对地面物体的引力。4.万有引力定律的适用条件1.公式适用于质点间引力大小的计算。2.对于可视为质点的物体间的引力求解也可以利用万有引力公式。如两物体间距离远大于物体本身大小时，物体可看成质点。三、万有引力与重力的关系讨论交流二：1.重力是由于地球的吸引而使物体受到的力，那么地球和物体之间的万有引力是否就是重力？2.重力与地球对物体的万有引力在大小上存在什么关系？它们的方向相同吗？3.重力、重力加速度与高度有何关系？结论： mg 21rmG【课堂检测】1.对于万有引力的表达式
6、F ，下列说法中正确的是（ ）Gm1m2r2A只要 m1 和 m2 是球体，就可用上式求解万有引力B当 r 趋于零时，万有引力趋于无限大C两物体间的引力总是大小相等的，而与 m1、m 2 是否相等无关D两物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力2.氢原子有一个质子和围绕质子运动的电子组成，已知质子的质量为1.6710-27kg，电子的质量为 9.110-31kg，如果质子与电子的距离为 1.010-10m，求它们之间的万有引力。3.设地球表面物体的重力加速度为 g0，物体在距离地心4R（R 是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为 g，则 g/g0为（ ）A1 B1/9 C1/
7、4 D1/16【课堂小结】【课后作业】1.下列关于陨石坠向地球的解释中，正确的是（ ）A.陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力B.陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以改变运动方向落向地面C.太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D.陨石受到其它星球的斥力而落向地球2.设地球表面物体的重力加速度为 g0，某卫星在距离地心3R（R 是地球的半径）的轨道上绕地球运行，则卫星的加速度为（ ）Ag 0 Bg 0/9 Cg 0/4 Dg 0/163.地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中
8、心和地球中心的距离之比为（ ）A1:27 B. 1:9 C. 1:3 D. 9：14.设想把一质量为 m 的物体放在地球的中心，这时它受到地球对它的万有引力是（ ）A. 0 B. mg (g=9.8m/s2) C. D.无法确定5宇宙间的一切物体都是互相 的，两个物体间的引力大小，跟它们的 成正比，跟它们的 成反比，这就是万有引力定律.万有引力恒量G .第一个比较精确测定这个恒量的是英国物理家 .6.月球的质量约为7.3510 22kg，绕地球运行的轨道半径是3.8410 5km，运行的周期是27.3天，则月球受到地球所施的向心力的大小是_。7.地球是一个不规则的椭球，它的极半径为6357km ，赤道半径为6378km，已知地球质量 M=5.981024kg。不考虑地球自转的影响，则在赤道、极地用弹簧秤测量一个质量为1kg 的物体，示数分别为多少？8.某星球的质量约为地球质量的 9 倍，半径约为地球的一半。若从地球上高 h 处平抛一物体，射程为 15m，则在该星球上从同样的高度，以同样的初速度平抛该物体，其射程为多少？
