2016-2017学年人教版必修二6.2-3太阳与行星间的引力万有引力定律学案.docx

第2讲　太阳与行星间的引力 第3讲　万有引力定律 [目标定位]　1.知道太阳与行星间的引力与哪些因素有关，理解引力公式的含义并会推导平方反比规律.2.掌握万有引力定律和引力常量的测定方法.3.认识万有引力定律的普遍性，能应用万有引力定律解决实际问题． 一、太阳与行星间的引力 1．模型简化：行星以太阳为圆心做__________运动，太阳对行星的引力提供了行星做__________运动的向心力． 2．太阳对行星的引力推导： eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(?1?行星做圆周运动需要的向心力F＝　　　,?2?周期T可以观测，则线速度v＝　　　　,?3?开普勒第三定律　　　　　＝k))?F∝　　　 3．行星对太阳的引力：根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F′的大小也存在与上述关系类似的结果，即F′∝________. 4．太阳与行星间的引力：由于F∝________、F′∝________，且F＝F′，则有F∝________，写成等式F＝Geq \f(Mm,r2)，式中G为比例系数． 二、万有引力定律 1．月—地检验 (1)猜想：维持月球绕地球运动的力与使物体下落的力是同一种力，遵从“__________”的规律． (2)推理：物体在月球轨道上运动时的加速度大约是它在地面附近下落时的加速度(重力加速度)的________． (3)根据观察得到的月球绕地球运转周期T及半径r，月球做圆周运动的向心加速度可由a＝________算出． (4)结论：计算结果与我们的预期符合得很好．这表明：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从______的规律． 想一想　月球绕地球能做匀速圆周运动是因为月球受力平衡．这种说法对吗？ 2．万有引力定律 (1)内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在____________，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成______，与它们之间距离r的二次方成______． (2)表达式：F＝______________.其中r指两个________之间的距离． (3)引力常量G：由英国物理学家__________在实验室中测量得出，常取G＝____________ N·m2/kg2. 想一想　万有引力定律告诉我们，任何两个物体都是相互的，但为什么通常的两个物体间感受不到万有引力？两个质量为1 kg的质点相距1 m时，它们间万有引力是多大？ 一、对万有引力定律的理解和应用 1．公式F＝Geq \f(m1m2,r2)的适用条件 (1)两个质点：当两个物体间的距离比物体本身大得多时，可看成质点． (2)两个质量分布均匀的球体：质量分布均匀的球体等效为质量集中于球心的质点，r是两个球体球心间的距离． (3)一个均匀球体与球外一个质点：r是球心到质点的距离． 2．万有引力的三个特性 (1)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． (2)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，总是满足牛顿第三定律． (3)宏观性：地面上的一般物体之间的万有引力很小，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，万有引力起着决定性作用． 例1　对于万有引力定律的表达式F＝Geq \f(m1m2,r2)，下列说法中正确的是(　　) A．公式中G为引力常量，与两个物体的质量无关 B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C．m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力 D．m1与m2受到的引力大小总是相等的，而与m1、m2是否相等无关 例2　如图1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1 A．地球对一颗卫星的引力大小为eq \f(GMm,?r－R?2) B．一颗卫星对地球的引力大小为eq \f(GMm,r2) C．两颗卫星之间的引力大小为eq \f(Gm2,3r2) D．三颗卫星对地球引力的合力大小为eq \f(3GMm,r2) 例3　一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的(　　) A．0.25倍 B．0.5倍 C．2倍 D．4倍 二、万有引力和重力的关系 1．万有引力和重力的关系 如图2所示，设地球的质量为M，半径为R，A处物体的质量为m，则物体受到地球的吸引力为F，方向指向地心O，由万有引力公式得F＝Geq \f(Mm,r2).引力F可分解为F1、F2两个分力，其中F1为物体随地球自转做