高中物理 6.3万有引力定律导学案新人教版必修 .doc

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1、6.3万有引力定律课前自主预习1、地-月检验（1）基本思想是如果重力和星体间的引力是同一性质的力，都与距离的二次方成反比关系，那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是地面重力加速度的，因为月星距地心的距离约为地球半径的60倍。检验过程：牛顿根据月球的周期和轨道半径，计算出月球围绕地球做圆周运动的向心加速度a=_________=______________m/s2一个物体在地面的重力加速度为g=9.8m/s2，若把这个物体移到月球轨道的高度，根据开普勒第三定律可以导出a∝（a∝，而=k，则a∝），因为月

2、心到地心的距离是地球半径的60倍，a=__________=_____________m/s2即加速度近似等于月球的向心加速度的值。（2）检验结果：月球围绕地球做近似圆周运动的向心加速度十分接近地面重力加速度的1/602，这个重要的发现为牛顿发现万有引力定律提供了有利的证据，即地面物体对地球的引力、月球所受地球的引力，以及太阳与行星间的引力，本质上是____________的力，遵循_____________。进一步的猜测和推广——任意两个物体之间都存在这样的引力。2、万有引力定律（1）内容：自然界中任何两个物

3、体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的_______成______比，与他们之间的距离r的________成_____________。（2）表达式：F=______________。式中质量的单位用___________，距离的单位用___________，力的单位用_____，G是比例系数，叫做____________，适用于任何两物体。3、引力常量的测定是在万有引力定律发现100多年后，由卡文迪许用___________实验测定出的。G=_____________N·m2/kg2，它在数值上等于

4、两个质量都是1kg的质点相距1m时相互吸引力的大小。重难点点拨（一）对“月—地”检验的认识例1（多选）“月—地”检验的结果说明（）A.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同种性质力B.地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同种类型力C.地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，G=mgD.月球所受地球的引力除与月球质量有关外，还与地球质量有关变式训练1-1试通过计算说明，地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力针对是同种力。（已知月球轨道半径约为地球半径的60倍，地球半径为R=6400km，月

5、球绕地球运动的周期T=27.3天，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）（二）对万有引力的理解及适用范围例2两个大小相同的实心匀质小铁球，紧靠在一起时他们之间的万有引力为F；若两个半径为小铁球2倍的实心均匀大铁球紧靠在一起，则它们之间万有引力为（）A.2FB.4FC.8FD.16F变式训练2-1假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体，一矿井深度是d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为0，矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（）A.B.C.D.（三）引力常量G的测定例3在一次测定引力常量的实验中，已知一

6、个质量为0.8kg的球，以1.3×10-10N的力吸引相距0.04m的另一个质量为4g的小球，地球表面的重力加速度为9.8m/s2，地球半径为6400km。试根据这些数据计算地球的质量为多少千克？变式训练3-1（多选）关于引力常量，下列说法中正确的是（）A.引力常量是两个质量为1kg的质点相距1m时的相互吸引力B.牛顿发现了万有引力定律，给出了引力常量的值C.引力常量的测定，证明了万有引力的存在D.引力常量的测定，使人们可以测出天体的质量（四）万有引力和重力的关系例4地球表面的重力加速度g0=9.8m/s2，忽

7、略地球自转的影响，在距离地面高度为h=1.0×103m的空中重力加速度g与g0的差值是多大？取地球半径R=6.37×106m。变式训练4-1已知月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/4（1）在月球和地球表面附近，以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时，上升的最大高度之比是多少？（2）在距月球和地球表面相同高度处（此高度较小），以同样的初速度分别水平抛出一个物体时，物体的水平射程之比为多少？（五）万有引力与牛顿运动定律的综合应用例5一物体在地球表面重16N，它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的

8、示数为9N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的多少倍？（地球表面处的重力加速度g=10m/s2）变式训练5-1地球赤道上的物体，由于地球自转产生的向心加速度a=3.37×10-2m/s2,在赤道上的重力加速度g=9.77m/s2,试问：（1）质量为m的物体在地球赤道上所受地球的万有引力为多大？（2）要使在赤道上的物体由于地球的自转完全失去重力（完全失重），地球自转的角速度应加快到实际