高一物理万有引力定律教科版知识精讲VIP免费

高一物理万有引力定律教科版【本讲教育信息】一、教学内容：万有引力定律二.具体过程：知识点1太阳与行星间的引力将行星绕太阳做的椭圆运动简化为匀速圆周运动，则行星做圆周运动的向心力由太阳对行星的引力来充当。（1）设行星的质量为m，速度为v，行星到太阳的距离为r，则行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力为。（2）天文观测难以直接得到行星运动的速度，但可得到行星公转的周期T，它们之间的关系为。把这个结果代入上面向心力的表达式，整理后得到。（3）不同行星的公转周期是不同的，F跟r关系的表达式中不应出现周期T，所以要设法消去上式中的T。为此，可以把开普勒第三定律变形为代入上式可得到。（4）在这个式子中可以看到，等号右边除了m、r以外，其余都是常量，对任何行星来说都是相同的，因而可以说太阳对行星的引力F与成正比，即。这表明：太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比。根据牛顿第三定律，既然太阳吸引行星，行星也必然吸引太阳，就行星对太阳的引力F′来说，太阳是受力物体，因此，F′的大小应该与太阳质量M成正比，与两者距离的二次方成反比，即。概括地说，太阳与行星间引力的大小与太阳的质量，行星的质量成正比，与两者距离的平方成反比。即。经过检验，此式适用于自然界中任意两个物体间，即为万有引力定律。知识点2万有引力定律（1）引力思想的推广任意两个物体之间都存在相互作用的引力，这个力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两个物体之间距离的平方成反比。（2）万有引力定律的内涵①万有引力产生的原因，即是物体由于具有质量而引起的；②万有引力大小所遵循的规律，即“与两物体的质量和的乘积成正比，与它们之间距离r的平方成反比”。用心爱心专心（3）万有引力定律的数学表达式：。知识点3引力恒量及测定1.简单物理学史和一个准备知识（1）简单的物理学史：牛顿发现了万有引力定律，但并未给出准确的引力常量，英国物理学家卡文迪许，在牛顿发现万有引力定律一百年以后，巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了万有引力常量。（2）一个准备知识：在入射光线的方向保持不变的前提下，平面镜转过一个角度，则反射光线转过角。2.扭秤实验的装置和原理（1）实验装置：一个轻而坚固的T形架，倒挂在一根金属丝的下端，T形架水平部分的两端各装一个质量是m的小球，T形架的竖直部分装有一面小平面镜M，一个光源射出一束光照射在镜面上，它的反射光线反射到弧形刻度尺上，如图所示。（2）主要材料的作用及目的a.金属丝：目的是为了扭转，原因是引力微小，不适合用观察金属丝微小的拉伸形变，而选用扭转形变。b.T形架，四个球：目的是为了放大、对称、平衡，原理是T形架保持金属丝竖直不偏，引力矩在同一水平面上，便于计算，四个球有两个力矩，既对称平衡，又使力矩放大两倍。c.光源、弧形尺、平面镜，目的是为了放大，原理是当金属丝扭转角时，平面镜扭转角，反射光线转过角，起到第二次放大作用。（3）实验原理：如果T形架水平部分的长度为L，则两个万有引力产生的力矩和为FL；它将等于扭转力矩，即：，而。三、重、难点分析：1.对万有引力定律的理解（1）万有引力定律适用的条件①严格地说，万有引力定律只适用于质点间的相互作用。②两个质量分布均匀的球体或球壳间的相互作用，也可用万有引力定律计算，其中r是两个球体或球壳的球心间的距离。③如果两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可看成质点，公式可近似适用，其中r为两物体质心间的距离。（2）万有引力的特点①万有引力具有普遍性，不仅存在于星球间，任何客观存在的两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引力。用心爱心专心②万有引力的相互性。两物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，它们等大、反向、共线、分别作用在两个物体上。③万有引力的宏观性。在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有宏观的物理意义，在微观世界里，粒子的质量都非常小，粒子间的万有引力完全可以忽略不计。④万有引力的特殊性，两个物体间的万有引力只与它们本身的质量有...