重力与万有引力的关系课件.ppt

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1、关于重力与万有引力的关系现在学习的是第1页，共38页 1、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的、太阳对行星的引力：太阳对不同行星的引力，与行星的质量引力，与行星的质量m成正比，与太阳到成正比，与太阳到行星间的距离行星间的距离r的二次方成反比的二次方成反比2、行星对太阳的引力：与太阳的质、行星对太阳的引力：与太阳的质量量M成正比，与行星到太阳的距离成正比，与行星到太阳的距离r的二次方成反比的二次方成反比3、太阳与行星间的引力：与太阳的质、太阳与行星间的引力：与太阳的质量量M、行星的质量、行星的质量m成正比，与两者距成正比，与两者距离的二次方成反比离的二次方成反比（1 1）G G是比例系数，与行星、

2、太阳均无关是比例系数，与行星、太阳均无关（2 2）引力的方向沿太阳和行星的连线）引力的方向沿太阳和行星的连线2rMF 现在学习的是第2页，共38页1、内容：、内容：自然界中自然界中任何两个物体任何两个物体都相互吸引，引都相互吸引，引力的大小与物体的力的大小与物体的质量质量m1和和m2的乘积的乘积成成正比正比，与它们，与它们之间之间距离距离r的二次方的二次方成成反比反比。2、公式：、公式：r：质点：质点(球心球心)间的距离间的距离引力常量：引力常量：G=6.671011 Nm2/kg23、条件、条件:质点质点或或均质球体均质球体4、理解、理解:普遍性普遍性、相互性相互性、宏观性宏观性、特殊性特殊

3、性m2m1FFr现在学习的是第3页，共38页万有引力和重力的关系万有引力和重力的关系1.重力的产生原因？重力的产生原因？重力是由于地球的吸引而产生的重力是由于地球的吸引而产生的2.人随地球做什么运动呢？自转所需的向心力来源？人随地球做什么运动呢？自转所需的向心力来源？3.万有引力就是重力吗？万有引力就是重力吗？现在学习的是第4页，共38页2023/4/11o三、万有引力与重力的区三、万有引力与重力的区别别与与联联系：系：o物体与地球的引力：物体与地球的引力：o方向：方向：指向地心。指向地心。o重重力力:由由于于地地球球的的吸吸引引而而使使物物体体受受到到的的力力，叫叫做做重重力。力。重力与万有

4、引力是同一性重力与万有引力是同一性质质的力。的力。现在学习的是第5页，共38页 在地球表面的物体在地球表面的物体o由由于于地地球球自自转转，静静止止在在地地球球上上的的物物体体也也跟跟着着绕绕地地轴轴作作圆圆周周运运动动，这这个个作作圆圆周周运运动动的的向向心心力力就就由由万万有有引引力力的的一一个个分分力力来来提提供供。因因此此，在在地地球球表表面面上上的的物物体体所所受受的的万万有有引引力力F可可以以分分解解成成物物体体所所受受的的重重力力mg和和随随地地球球自自转转做做圆圆周周运运动动的的向向心心力力F，如如图图313所示所示现在学习的是第6页，共38页RMGmrF向F引图图313其其中

5、中F引G ，而而向向心心力力Fmr2,重力重力G=mg.现在学习的是第7页，共38页2023/4/11现在学习的是第8页，共38页2023/4/11注意：重力只是物体所受万有引力的一个分力，但是由注意：重力只是物体所受万有引力的一个分力，但是由于另一个分力于另一个分力F F向向特别小，所以一般近似认为地球表面特别小，所以一般近似认为地球表面（附近）上的物体，所受重力等于万有引力。（附近）上的物体，所受重力等于万有引力。现在学习的是第9页，共38页1 1、不考、不考虑虑地球自地球自转转的条件下，的条件下，地球表面的物体地球表面的物体2 2、随、随纬纬度的升高，向心力减小，度的升高，向心力减小，则

6、则重力将增大重力将增大 赤道赤道两极两极地球表面的物体所受的地球表面的物体所受的重重力的实质是物体所受万有力的实质是物体所受万有引力的一个分力引力的一个分力结论：结论：向心力远小于重力向心力远小于重力,万有引力近似等于万有引力近似等于重力重力,因此不考虑因此不考虑(忽略忽略)地球自转的影响。地球自转的影响。现在学习的是第10页，共38页1 物体的重力随纬度物体的重力随纬度的变化而变化的变化而变化,越越大则重力越大。大则重力越大。两极最大，赤道最小。两极最大，赤道最小。两极：两极：mg=GMm/R2 赤道：赤道：mg=GMm/R2m2R2 物体的重力还随物体距地面的高度的变化物体的重力还随物体距

7、地面的高度的变化而变化，而变化，高度越高，则重力小。高度越高，则重力小。现在学习的是第11页，共38页环绕地球运动有一定高度的物体环绕地球运动有一定高度的物体o当物体在距地面一定高度绕地心做匀当物体在距地面一定高度绕地心做匀速圆周运动时，地球自转对物体做圆速圆周运动时，地球自转对物体做圆周运动无影响，且此时地球对物体的周运动无影响，且此时地球对物体的万有引力就等于物体重力，引力提供万有引力就等于物体重力，引力提供物体做圆周运动的向心力，所以三者物体做圆周运动的向心力，所以三者相等。相等。现在学习的是第12页，共38页2023/4/11重力加速度的基本计算方法重力加速度的基本计算方法重力加速度的

8、基本计算方法重力加速度的基本计算方法:g=GMR2现在学习的是第13页，共38页2023/4/11重力加速度的计算方法重力加速度的计算方法重力加速度的计算方法重力加速度的计算方法:o纬度越高，重力加速度越大；o高度越高，重力加速度越小。注意：注意：重力加速度随纬度的变化很小，通常认重力加速度随纬度的变化很小，通常认 为地球表面重力加速度相等。为地球表面重力加速度相等。现在学习的是第14页，共38页卡文迪许卡文迪许被称为能称出地球质量的人被称为能称出地球质量的人地球的质量怎样称量地球的质量怎样称量?“称量地球的质量称量地球的质量”现在学习的是第16页，共38页物体在天体物体在天体(如地球如地球)

9、表面时受到的表面时受到的重力重力近似等于近似等于万有引力万有引力“称量地球的质量称量地球的质量”现在学习的是第17页，共38页一、应用星球表面的物体一、应用星球表面的物体在星球（如地球）表面的物体，在在星球（如地球）表面的物体，在忽略自转的情况下忽略自转的情况下，此时物体所受重力与星球对它的万有引力视为相等。此时物体所受重力与星球对它的万有引力视为相等。测中心天体的密度：现在学习的是第18页，共38页设地面附近的重力加速度设地面附近的重力加速度g=9.8m/sg=9.8m/s2 2，地球半径，地球半径R R=6.410=6.4106 6m m，引力常量，引力常量G=6.6710G=6.6710

10、-11-11 Nm Nm2 2/kg/kg2 2，试估，试估算地球的质量。算地球的质量。练习练习1现在学习的是第19页，共38页球体球体球体球体积积积积公式：公式：公式：公式：V V(4/3)R(4/3)R3 3质量质量：M=V=(4/3)R3由 得g g=(4/3)GRGMR2g g=二、知道密度该如何计算万有引力：二、知道密度该如何计算万有引力：注意：这些公式对于其他星球也适注意：这些公式对于其他星球也适用。用。现在学习的是第20页，共38页已知星球表面重力加速度已知星球表面重力加速度g g和星球半径和星球半径R,R,求星球平均密度。求星球平均密度。练习练习2现在学习的是第21页，共38页

11、假设火星和地球都是球体，火星的质量假设火星和地球都是球体，火星的质量M M火火和地球的质量和地球的质量M M地地之比之比M M火火/M/M地地=p=p，火星的半径，火星的半径R R火火和地球的半径和地球的半径R R地地之比之比R R火火/R/R地地=q=q，那么，那么火星表面处的重力加速度火星表面处的重力加速度g g火火和地球表面处的重力的加速度和地球表面处的重力的加速度g g地地之之比等于多少？比等于多少？比值计算题比值计算题练习练习3现在学习的是第22页，共38页解：不计地球自转的影响，物体的重力等于物体受解：不计地球自转的影响，物体的重力等于物体受到的万有引力。到的万有引力。地球表面重力

12、加速度为地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，忽略地球自转的影响，在距地面高度为在距地面高度为h的空中重力加速度是地面上重力加的空中重力加速度是地面上重力加速度的几倍？已知地球半径为速度的几倍？已知地球半径为R。三、应用三、应用现在学习的是第23页，共38页设地球表面的重力加速度为设地球表面的重力加速度为g g0 0,物体在距离地心物体在距离地心 4R(R4R(R是地球是地球半径半径 )处处 ，由于地球的作用产生的加速度为，由于地球的作用产生的加速度为 g,g,则则 g/gg/g0 0为为()()A.1A.1C.1/4 C.1/4 D.1/16D.1/16 B.B.练习练习4D D现在学

13、习的是第24页，共38页地球的半径为地球的半径为R R，地球表面处物体所受的重力为，地球表面处物体所受的重力为m mg g，近似，近似等于物体所受的万有引力关于物体在下列位置所受万等于物体所受的万有引力关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是有引力大小的说法中，正确的是()离地面高度离地面高度R R处为处为4 4mgmg离地面高度离地面高度R R处为处为mg/2mg/2离地面高度离地面高度3 3R R处为处为mg/3mg/3离地心离地心R/2R/2处为处为4 4mgmg练习练习5C C现在学习的是第25页，共38页 科学真是迷人。根据零星科学真是迷人。根据零星的事实，增加一点猜想，

14、竟能的事实，增加一点猜想，竟能赢得那么多的收获！赢得那么多的收获！马克马克吐温吐温“称量地球的质量称量地球的质量”现在学习的是第26页，共38页地球的半径为地球的半径为R R，地球表面处物体所受的重力为，地球表面处物体所受的重力为m mg g，近似等，近似等于物体所受的万有引力关于物体在下列位置所受万有引力于物体所受的万有引力关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是大小的说法中，正确的是()离地面高度离地面高度R R处为处为4 4mgmg离地面高度离地面高度R R处为处为mg/2mg/2离地面高度离地面高度3 3R R处为处为mg/3mg/3离地心离地心R/2R/2处为处为4 4m

15、gmg练习练习5C C现在学习的是第27页，共38页要点疑点考点一、万有引力定律 1.万有引力定律的内容和公式 宇宙间的一切物体都是互相吸引的.两个物体间的引力的大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比.公式：F=Gm1m2/r2,其中G=6.67-11Nm/kg，叫引力常量.现在学习的是第28页，共38页要点疑点考点2.适用条件：公式适用于质点间的相互作用.当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时.物体可视为质点.均匀的球体也可以视为质点，r是两球心间的距离.现在学习的是第29页，共38页要点疑点考点二、应用万有引力定律解释天体的运动 1.基本方法：把天体的运动看成是匀速圆

16、周运动，其所需向心力由万有引力提供，GMm/r=mv/r=mr=m(2/T)r 应用时可根据实际情况，选用适当的公式进行分析或计算.现在学习的是第30页，共38页要点疑点考点2.天体质量M、密度的估算 测出卫星绕天体做匀速圆周运动的半径R和周期T，由 GMm/R=m(2/T)R得此天体质量:M=4R/(GT)，=M/V=M/（4/3R0)=3R/(GT0)(R0为天体半径).当卫星沿天体表面绕天体运行时，R=R，则=3/(GT).现在学习的是第31页，共38页要点疑点考点3.卫星的绕行速度、角速度、周期与半径R的关系(1)由GMm/R=mv/R得v2=GM/R,所以R越大，v越小(2)由GMm

17、/R=mR得=GM/R,所以R越大，越小;(3)由GMm/R=m(2/T)R得T2=42R3/(GM)，所以R越大，T越大.现在学习的是第32页，共38页课 前 热 身1.对于万有引力定律的表达式F=Gm1m2/r，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0时，万有引力趋近于无穷大C.m1、m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力D.公式中的F应理解为m1、m2所受引力之和现在学习的是第33页，共38页课 前 热 身2.对于引力常量G，下列说法中错误的是()A.其大小与物体的质量的乘积成正比，与距离的平方成反比B.是适用于任何两物体

18、间的普适恒量，且其大小与单位制有关C.在国际单位制中，G的单位是Nm/kgD.在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力现在学习的是第34页，共38页课 前 热 身3.人造卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，它的速率、周期与它的轨道半径的关系是()A.半径越大，速率越大，周期越大B.半径越大，速率越小，周期越小C.半径越大，速率越小，周期越大D.半径越大，速率越大，周期越小现在学习的是第35页，共38页课 前 热 身4.两颗人造地球卫星质量之比m1m2=12,轨道半径之比R1R2=31，下列有关数据之比正确的是()A.周期之比T1T2=31B.线速度之比v1v2=31C.向心力之比F1F2=19D.向心加速度之比a1a2=19现在学习的是第36页，共38页能力思维方法【例2】地球和月球中心的距离大约是4108m，估算地球的质量为 (结果保留一位有效数字).现在学习的是第37页，共38页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第38页，共38页