高中物理6-3萬有引力定律49張

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1666年夏末一個溫暖的傍晚，在英格蘭林肯郡烏爾斯索普，一個腋下夾著一本書的年輕人走進他母親家的花園里，坐在一棵樹下，開始埋頭讀他的書．當他翻動書頁時，他頭頂的樹枝中有樣東西晃動起來，一只歷史上最著名的蘋果落了下來，打在23歲的伊薩克·牛頓的頭上，恰巧在那天，牛頓正苦苦思索著一個問題：是什么力量使月球保持在環(huán)繞地球運行的軌道上，以及使行星保持在其環(huán)繞太陽運行的軌道上？為什么這只打中他腦袋的蘋果會墜落到地上？(如上圖所示)正是從思考這一問題開始，他找到了這些問題的答案——萬有引力定律．,1．假定維持月球繞地球運動的力與使得蘋果下落的力真的是同一種力，同樣遵從__________的定律，那么，由于月球軌道半徑約為地球半徑的60倍，所以月球軌道上一個物體受到的引力是在地球上的__________倍．根據牛頓第二定律，物體在月球軌道上運動的加速度(月球__________加速度)是它在地面附近下落時的加速度(________加速度)的____________倍．根據牛頓時代測出的月球公轉周期和軌道半徑，檢驗的結果是______________________與______________________，真的是同一種力．,2．自然界中任何兩個物體都________，引力的大小與____________________________正比，與_____________成反比．其中G叫__，數值為______________________，它是英國物理學家________在實驗室利用扭秤實驗測得的． 3．萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，是17世紀自然科學最偉大的成果之一．它把地面上______________規(guī)律和____________規(guī)律統(tǒng)一了起來，對以后物理學和天文學的發(fā)展具有深遠的影響．它第一次揭示了____________________規(guī)律，在人類認識自然的歷史上樹立了一座里程碑．,(1)牛頓的猜想：地球與太陽之間的吸引力與地球對周圍物體的引力可能是同一種力，遵循相同的規(guī)律． (2)猜想的依據：①行星與太陽之間的引力使行星不能飛離太陽，物體與地球之間的引力使物體不能離開地球；②在離地面很高的距離內，都不會發(fā)現(xiàn)重力有明顯的減弱，那么這個力必定延伸到很遠的地方．,(3)檢驗的思想：如果猜想正確，月球在軌道上運動的向心加速度與地面重力加速度的比值，應該等于地球半徑平方與月球軌道半徑平方之比，即1/3600. (4)檢驗的結果：地面物體所受地球的引力，與月球所受地球的引力是同一種力.,(3)萬有引力定律適用的條件 ①嚴格地說，萬有引力定律只適用于質點的相互作用． ②兩個質量分布均勻的球體或球殼間的相互作用，也可用萬有引力定律計算，其中r是兩個球體或球殼的球心間的距離． ③如果兩個物體間的距離遠遠大于物體本身的大小時，物體可看成質點，公式可近似適用，其中r為兩物體質心間的距離．,特別提醒： (1)任何物體間的萬有引力都是同種性質的力． (2)任何有質量的物體間都存在萬有引力，一般情況下，質量較小的物體之間萬有引力忽略不計，只考慮天體間或天體對放入其中的物體的萬有引力．,答案：A,(1)萬有引力的普遍性．萬有引力不僅存在于星球間，任何客觀存在的有質量的物體之間都存在著這種相互吸引力． (2)萬有引力的相互性．兩個物體相互作用的引力是一對作用力和反作用力，它們大小相等，方向相反，分別作用在兩個物體上．,(3)萬有引力的宏觀性．在通常情況下，萬有引力非常小，只有在質量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間，它的存在才有實際的物理意義，故在分析地球表面物體受力時，不考慮其他物體對它的萬有引力． (4)萬有引力的特殊性．兩個物體間的萬有引力只與它們本身的質量有關，與它們之間的距離有關．而與所在空間的性質無關．,你能立即回答出你對地球的引力是多大嗎？假設你身體的質量是60kg. 答案：588N 解析：我對地球的引力大小等于我的體重588N. 因為體重為mg＝60×9.8N＝588N，而我的體重即我所受的重力，近似等于地球對我的引力，又根據牛頓第三定律知，地球對我的引力和我對地球的引力是一對作用力與反作用力，大小應當相等，所以，我對地球的引力等于我的體重588N.,(1)1789年，英國物理學家卡文迪許用“扭秤實驗”(如圖所示)比較準確地測出了G的數值．,(2)標準值G＝6.67259×10－11N·m2/kg2，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2.,如圖所示，一位果農挑著兩筐質量均為30kg的蘋果．設兩筐蘋果質心間的距離為2m，請用萬有引力定律計算它們之間的萬有引力．(G取6.67×10－11N·m2/kg2),答案：1.5×10－8N,物體的重力并不等于萬有引力，但物體的重力和地球對該物體的萬有引力差別很小，物體的重力是地球對物體的萬有引力的一個分力，萬有引力F的另一個分力F1是使物體隨地球自轉做勻速圓周運動所需的向心力，越靠近赤道(緯度越低)，如圖所示，物體繞地軸隨地球一起運動的向心力F1就越大，重力就越小；反之，越靠近地球兩極(緯度越高)，物體繞地軸隨地球一起運動的向心力F1就越小，重力就越大．在兩極，重力等于萬有引力．,D．兩個物體間的引力總是大小相等，方向相反的，是一對平衡力 解析：引力常量G值是由英國物理學家卡文迪許運用構思巧妙的“精密”扭秤實驗測定出來的，所以選項A正確．兩個物體之間的萬有引力是一對作用力與反作用力，它們總是大小相等，方向相反，分別作用在兩個物體上，所以選項C正確． 答案：AC,點評：如果對萬有引力定律只適用于質點這一條件缺乏深刻理解(或根本不注意適用條件)，往往不能認識當兩物體間的距離r趨于零時，這兩個物體不能看做質點，萬有引力定律不適用于此種情況，就容易盲目套用定律錯選B.,答案：C,(四川西充中學高一檢測)設想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運到地球上，假定經過長時間開采后，地球仍可看作是均勻的球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運動，則與開采前相比( ) A．地球與月球間的萬有引力將變大 B．地球與月球間的萬有引力將變小 C．月球繞地球運動的周期將變大 D．月球繞地球運動的周期將變短,因為m1＋Δm和m2－Δm之和是常數，所以二者相等時之積最大．因為m1m2，故隨礦藏搬運m1＋Δm與m2－Δm之差增大，其二者乘積減小，B正確．,答案：BD,(蘭州高一檢測)地球質量大約是月球質量的81倍，一個飛行器在地球與月球之間，當地球對它的引力和月球對它的引力大小相等時，飛行器距月球球心的距離與月球球心距地球球心之間的距離之比為( ) A．1：9 B．9 ：1 C．1 ：10 D．10 ：1 答案：C,解析：在地面附近的物體，所受重力近似等于物體所受到的萬有引力． 取測試儀為研究對象，其先后受力如圖(甲)(乙)所示，據物體的平衡條件有FN1＝mg1，g1＝g，,一行星探測器從所探測的行星表面垂直升空，探測器的質量是1500kg，發(fā)動機推力為恒力，升空途中發(fā)動機突然關閉．如圖所示為探測器速度隨時間的變化圖象，其中A點對應的時刻tA＝9s，此行星半徑為6×103km，引力恒量G＝6.67×10－11N·m2/kg2.求：,(1)探測器在該行星表面達到的最大高度； (2)該行星表面的重力加速度； (3)發(fā)動機的推力； (4)距此行星高h＝6×103km處的重力加速度． 答案：(1)1200m (2)6.0m/s2 (3)2.5×104N (4)2.45m/s2,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,