高中物理：6.3《万有引力定律》学案（新人教版必修2）.doc

用心爱心专心6.3万有引力定律（学案）一、学习目标体会物理研究中猜想与验证的魅力能够踏着牛顿的足迹了解月地检验。进一步大胆地推导得出万有引力定律。了解引力常量的测量及意义。二、课前预习1、行星绕太阳做匀速圆周的向心力由谁提供？该力的特点是什么？2、月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是不是类似地由地球与月球间的引力提供？3、苹果为什么会落地呢？4、实验证明即使把苹果放到最高的建筑物或最高的山顶上苹果的重力也不会明显地减弱说明地球对苹果的吸引力必定延伸到远得多的地方。那如果把苹果放到月球所在的位置它们还会不会受到地球给它的重力？5、根据上面的分析月球会受到地球的给它的重力作用吗？6、牛顿猜想：地球对苹果的力、地球对月球的力及太阳对行星的力可能是同一种性质的力它们可能遵循相同的规律。牛顿时代已经能够精确测定地球表面的重力加速度g=9.8m/s2也能比较精确地测定月球与地球的距离为60倍地球半径r=3.8*108m；月球公转的周期为27.3天。试用这些已知条件验证牛顿猜想。7、万有引力定律：公式。8、注意点此公式适用于可视为质点的两物体间的引力的计算。（1）如果两物体间的距离远远大于物体本身大小则两物体看作质点;(2)对于均匀球体可视为质量集中于球心。例：当r趋于0时万有引力趋于无穷大？（r趋于0时公式不再适用）对于不能视为质点的物体可以将物体无限分割成无数个点。太阳对地球的吸引力与地球对太阳的吸引力哪个大？9、牛顿得出了万有引力定律但他却无法用这个公式来计算天体间的引力为什么？10、万有引力定律是谁测量出来的？该值的测定跟万有引力的提出大概多少年？11、G的单位是。12、万有引力常量的测定（1）仪器：卡文迪许扭秤（2）原理：如图mm′MRθθθθSreq\o\ac(○1)固定两个小球的T形架可以使之间微小的万有引力产生较大的力矩使石英丝产生一定角度的偏转这是一次放大。eq\o\ac(○2)让光线射到平面镜M上在M偏转角后反射光线偏转2角。反射光点在刻度尺上移动的弧长增大可增大又一次“放大”效应。eq\o\ac(○3)测出根据石英丝扭转力矩跟扭转角度的关系算出这时的扭转力矩进而求得万有引力F。13、万有引力常量测出的意义证明了万有引力的存在。使得万有引力定律有了实用价值。14、严格上来讲物体所受的重力就是地球与物体间的万有引力吗？如果不是它们应该是怎样的关系？而实际应用中我们又是如何处理它们之间的关系的？三、经典例题例1、由公式可知当两物体距离趋向于0时两物体之间的引力趋于无穷大。这种观点对吗？例2、离地面某一高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的二分之一则高度h是地球半径的倍。例3、设地球的质量为地球半径为月球绕地球运转的轨道半径为试证在地球引力的作用下：（1）地面上物体的重力加速度；（2）月球绕地球运转的加速度。例4、证明太阳系中各行星绕太阳公转周期的平方与公转轨道半径的三次方的比值是与太阳质量有关的恒量。例5、地球半径为地面附近的重力加速度为试求在地面高度为处的重力加速度。例6、要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4下列办法不可采用的是（）A.使两物体的质量各减小一半距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4距离不变C.使两物体间的距离增为原来的2倍质量不变D.使两物体间的距离和质量都减为原来的1/4例7、半径为R质量为M的均匀球体在其内部挖去一个半径为R/2的小球在距离大球圆心为L处有一个质量为为m的小球求此两个球体之间的万有引力.四、巩固练习1、对于万有引力的表达式下列说法正确的是（）A．公式中G为引力常量它是由实验测得的而不是人为规定的B．当r趋近于零时万有引力趋近于无穷大C．m1与m2受到的引力总是大小相等的与m1、m2是否相等无关D．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反的是一对平衡力2、地球质量大约是月球质量的81倍一个飞行器在地球与月球之间当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？3、地球表面重力加速度为g忽略地球自转的影响在距地面高度为h的空中重力加速度是地面上重力加速度的几倍？已知地球半径为R。4、如图两球的半径分别为r1和r2且远小于r而球质量分布均匀大小分别是m1和m2则两球间的万有引力大小为（）A.GB.GC.GD.G5、火星的半径是地球半径的一半火星的质量约为地球质量的1/9；那么地球表面50kg的物体受到地球的吸