2012高中物理 3.1萬(wàn)有引力定律課件 粵教版必修2

1、第3章　萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用,第一節(jié)　萬(wàn)有引力定律,,,,,,,,,,,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,,課前自主學(xué)案,第一節(jié)　萬(wàn)有引力定律,,,課標(biāo)定位,課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解地心說(shuō)和日心說(shuō)的基本內(nèi)容和代表人物以及人類(lèi)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)探索的發(fā)展歷程．2．了解開(kāi)普勒三大定律和處理行星運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路．3．能應(yīng)用開(kāi)普勒三大定律分析相關(guān)問(wèn)題．4．理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)用它進(jìn)行有關(guān)分析和計(jì)算．重點(diǎn)難點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的內(nèi)

2、容以及表達(dá)式．,課前自主學(xué)案,一、天體究竟做怎樣的運(yùn)動(dòng)1．地心說(shuō)______是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，太陽(yáng)，月亮以及其他行星都繞_______運(yùn)動(dòng)．地心說(shuō)的代表人物是___________2．日心說(shuō)______是宇宙的中心，是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞_______運(yùn)動(dòng)．日心說(shuō)的代表人物是__________,地球,地球,托勒密．,太陽(yáng),太陽(yáng),哥白尼．,3．行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律(1)開(kāi)普勒第一定律(又叫橢圓軌道定律)所有的行

3、星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是_______，太陽(yáng)位于所有_________的一個(gè)焦點(diǎn)上，如圖3－1－1所示．,圖3－1－1　 圖3－1－2,橢圓,橢圓,(2)開(kāi)普勒第二定律(又叫面積定律)行星和太陽(yáng)之間的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相同的_______，如圖3－1－2所示．(3)開(kāi)普勒第三定律(又叫周期定律)行星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期的________和軌道半長(zhǎng)軸的_______成正比．,面積,平方,立方,思考感悟：1．行星繞太陽(yáng)

4、在橢圓軌道上運(yùn)行，行星距太陽(yáng)較近處與距太陽(yáng)較遠(yuǎn)處相比較，運(yùn)動(dòng)速率何處較大？提示：由開(kāi)普勒第二定律可知，距太陽(yáng)較近處運(yùn)動(dòng)速率較大．,二、蘋(píng)果落地的思考：萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)1．萬(wàn)有引力的發(fā)現(xiàn)在前人研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)一系列想象、假設(shè)、理想實(shí)驗(yàn)、類(lèi)比、歸納，_______終于發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力，并經(jīng)嚴(yán)密的推理運(yùn)算和實(shí)踐檢驗(yàn)，提出了__________________,牛頓,萬(wàn)有引力定律．,2．萬(wàn)有引力定律(1)內(nèi)容：宇宙間的一切物體都是__

5、__________，兩個(gè)物體間引力的方向在它們的連線上，引力的大小跟它們的質(zhì)量的乘積成_______，跟它們之間的距離的二次方成_______(2)公式：_________.式中質(zhì)量的單位用kg，距離的單位用m，力的單位用N，G稱(chēng)為引力常數(shù)，首先由英國(guó)科學(xué)家卡文迪許利用扭秤測(cè)出．現(xiàn)在精確的實(shí)驗(yàn)測(cè)得G＝____________________,互相吸引的,正比,反比．,6.67×10－11 N·m2/kg2.,(3

6、)萬(wàn)有引力定律公式使用的條件公式中的r對(duì)于可看做質(zhì)點(diǎn)的物體而言指的就是兩質(zhì)點(diǎn)間的距離；對(duì)于一般物體而言，r應(yīng)為兩個(gè)物體的重心間的距離，如質(zhì)量分布均勻的球體，r可為_(kāi)____________的距離．,兩球心之間,思考感悟：2．設(shè)想把質(zhì)量為m的物體放到地球的中心，地球質(zhì)量為M，半徑為R，則物體與地球間的萬(wàn)有引力是無(wú)窮大嗎？,提示：不是，把物體放到地球的中心時(shí)，r＝0，兩物體不能看成質(zhì)點(diǎn)，此時(shí)萬(wàn)有引力定律不再適用，所以不能應(yīng)用公式F＝G

7、 來(lái)討論．由于地球和物體關(guān)于地心對(duì)稱(chēng)，所以吸引力相互抵消，整體而言，萬(wàn)有引力為零．,核心要點(diǎn)突破,一、開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解1．開(kāi)普勒定律是利用行星運(yùn)動(dòng)的觀察結(jié)果而總結(jié)歸納出來(lái)的規(guī)律．它們每一條都是經(jīng)驗(yàn)定律，都是行星運(yùn)動(dòng)所取得的資料中總結(jié)出來(lái)的規(guī)律．2．行星運(yùn)動(dòng)的軌跡是橢圓(接近于圓)，是曲線運(yùn)動(dòng)，行星的運(yùn)動(dòng)也同樣符合運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，仍然可以運(yùn)用動(dòng)力學(xué)和曲線運(yùn)動(dòng)的知識(shí)對(duì)行星運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，從面積定律可知行星在近日點(diǎn)的速

8、率大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率．,3．開(kāi)普勒三定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)，還適用于其他天體繞某一中心天體的運(yùn)動(dòng)．4．圍繞同一天體運(yùn)行的行星或衛(wèi)星，它們公轉(zhuǎn)周期的二次方和半長(zhǎng)軸的立方成正比．即半長(zhǎng)軸的立方與公轉(zhuǎn)周期的二次方之比為常數(shù)k，k是一個(gè)與行星質(zhì)量無(wú)關(guān)的常量，但不是恒量，在不同的星體系中，k值不相同，常數(shù)“k”只與中心天體有關(guān)．,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1．(單選)16世紀(jì)，哥白尼根據(jù)天文觀測(cè)的大量資料

9、，經(jīng)過(guò)40多年的天文觀測(cè)和潛心研究，提出“日心說(shuō)”的如下四個(gè)基本論點(diǎn)，這四個(gè)論點(diǎn)目前看沒(méi)有缺陷的是(　　)A．宇宙的中心是太陽(yáng)，所有行星都在繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．地球是繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，月球是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，它繞地球運(yùn)動(dòng)的同時(shí)還跟地球一起繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng),C．天穹不轉(zhuǎn)動(dòng)，因?yàn)榈厍蛎刻熳晕飨驏|自轉(zhuǎn)一周，造成天體每天東升西落的現(xiàn)象D．與日地距離相比，其他恒星離地球都十分遙遠(yuǎn)，比日地間的距離大得多解析：選D.所有行星

10、圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在所有橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，整個(gè)宇宙是在不停地運(yùn)動(dòng)的．,二、萬(wàn)有引力定律的理解1．萬(wàn)有引力的普遍性萬(wàn)有引力不僅存在于星球間，任何客觀存在的有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力．2．萬(wàn)有引力的相互性?xún)蓚€(gè)物體相互作用的引力是一對(duì)作用力和反作用力，它們大小相等，方向相反，分別作用于兩個(gè)物體上．,3．萬(wàn)有引力的宏觀性在通常情況下，萬(wàn)有引力非常小，只有質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間，它的存在才

11、有實(shí)際意義．4．萬(wàn)有引力的特殊性?xún)蓚€(gè)物體間的萬(wàn)有引力只與它們本身的質(zhì)量有關(guān)，與它們間的距離有關(guān)，與所在空間的性質(zhì)無(wú)關(guān)，也與周期及有無(wú)其他物體無(wú)關(guān)．,即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀)2．(雙選)對(duì)于質(zhì)量為m1和質(zhì)量為m2的兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力的表達(dá)式F＝G ，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．公式中的G是引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)得出的，而不是人為規(guī)定的B．當(dāng)物體間的距離r趨于零時(shí)，萬(wàn)有引力趨于無(wú)窮大C．m1和m2所受引力

12、大小總是相等的D．兩個(gè)物體間的引力總是大小相等、方向相反的，是一對(duì)平衡力,解析：選AC.由基本概念、萬(wàn)有引力定律及其適用條件逐項(xiàng)判斷．引力常量G值是由英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許運(yùn)用構(gòu)思巧妙的“精密”扭秤實(shí)驗(yàn)第一次測(cè)定出來(lái)的，所以選項(xiàng)A正確；兩個(gè)物體之間的萬(wàn)有引力是一對(duì)作用力與反作用力，它們總是大小相等、方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上，所以選項(xiàng)C正確．,三、萬(wàn)有引力與重力1．重力與萬(wàn)有引力的關(guān)系在地球表面上的物體所受的萬(wàn)有引力F可以分解成

13、物體所受的重力G和隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力F′，如圖3－1－3所示．其中F＝G ，而F′＝mrω2.,圖3－1－3,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3．(2011年揚(yáng)州高一檢測(cè))假設(shè)火星和地球都是球體，火星的質(zhì)量M火與地球的質(zhì)量M地之比M火/M地＝p，火星的半徑和地球的半徑之比R火/R地＝q，求它們表面處的重力加速度之比．,課堂互動(dòng)講練,(單選)某行星沿橢圓軌道運(yùn)行，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為a，近日點(diǎn)離太陽(yáng)的距離為

14、b，過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為va，則過(guò)近日點(diǎn)時(shí)的速度為(　　),圖3－1－4【答案】　C,【方法總結(jié)】　利用開(kāi)普勒第二定律可以判定對(duì)于行星運(yùn)動(dòng)近日點(diǎn)速率大于遠(yuǎn)日點(diǎn)速率．當(dāng)行星運(yùn)行軌道上兩點(diǎn)到太陽(yáng)距離已知時(shí)，利用太陽(yáng)和行星的連線在相等時(shí)間里掃過(guò)的面積相等，可求解瞬時(shí)速度大小關(guān)系．,圖3－1－5,【答案】　25∶23【方法總結(jié)】　對(duì)于有規(guī)則幾何形狀、質(zhì)量分布均勻的物體，它們之間的距離為幾何中心的距離，對(duì)于質(zhì)量分布均勻的不規(guī)則物體應(yīng)具體情況