专题：重力与万有引力的关系+课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptxVIP

7.2.2专题重力与万有引力的关系第七章万有引力与宇宙航行

万有引力定律万有引力定律（内容、表达式）内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离的二次方成反比。表达式：G是引力常量，适用于任何两个物体F引力方向：沿着太阳与行星间的连线

重力是万有引力吗？二者大小相等吗？可能相等吗？

万有引力和重力的关系ωO问题：人在不同位置受到的万有引力的大小和方向如何？将地球视为一个规则的球体将人视为一个质点F引方向：均由人沿半径指向地心地球表面上的物体——任意位置

万有引力和重力的关系ωO将地球视为一个规则的球体将人视为一个质点。地球表面上的物体——任意位置ωOF引O1人

万有引力和重力的关系地球表面上的物体——任意位置ωOF引O1问题1：人随地球做匀速圆周运动的向心力大小和方向如何？r?方向：沿圆周运动半径方向指向O1m人

万有引力和重力的关系地球表面上的物体——任意位置ωOF引O1问题2：是什么力提供向心力呢？rm万有引力的一个分力提供向心力向心力是万有引力的一个分力FnFN

Fn万有引力和重力的关系地球表面上的物体——任意位置ωOF引O1问题3：万有引力还会有另一个分力，它是什么力呢？m人重力重力方向：竖直向下≠指向地心G=mgFN

FNFnωOF引O1m人G=mgF引可以分解为：①物体受到的重力G②物体所需的向心力Fn?

人在地球极点时？人在地球赤道时？会有特别之处吗？ωO

ωO万有引力和重力的关系地球表面上的物体——在两极点（以北极为例）在北极点的受力分析（南极点的情况相同）F引r=0重力加速度g最大！

?ωO万有引力和重力的关系地球表面上的物体——在赤道在赤道的受力分析F引r=R重力加速度g最小！?

ωO在赤道的受力分析物体的重力随纬度增大而增大（两极最大，赤道最小）重力方向只在赤道和两极指向地心?F引?在北极点的受力分析（南极点的情况相同）F引

例题1：为探究地球表面万有引力与重力的关系，一科学爱好者用同一弹簧测力计分别在地面的不同纬度位置测量一质量为的物体所受的重力。假设在两极时，物体静止时竖直方向的弹簧弹力为F1，在赤道上时，物体静止时竖直方向的弹簧弹力为F2。地球自转角速度为ω，设地球为标准的球体，半径为R，质量为M，引力常量为G则，以下表达式正确的是(????)C

已知：地球半径R=6400km、地球质量M=6×1024kg、地球自转周期T=24h求一个质量为1kg且位于北纬θ=60°的地面上的物体受到的万有引力和所需的向心力，ωOO1?向心力很小，故可以忽略物体随地球自转需要的向心力

Fn万有引力和重力的关系地球表面上的物体——黄金代换ωOF引O1忽略地球的自转，则不考虑向心力，即物体受到的万有引力总是等于物体的重力。m人G=mg

万有引力和重力的关系空中绕地球转动的物体——在空中时物体在空中时受到地球的万有引力提供物体做圆周运动的向心力即：ORh在同一纬度，距地面越高，重力加速度越小

例题2：某物体在地面上受到地球（地球半径为R）对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到F/4，应把此物体置于距地面的高度h为(????)A.RB.2RC.4RD.8RAhOR

空腔对质点的引力空心球壳对质点的万有引力质量分布均匀的空心球壳对外部的质点rmRM

空腔对质点的引力空心球壳对质点的万有引力质量分布均匀的空心球壳对内部的质点RMm质点在空心球内的中心RMm质点在空心球内任意位置万有引力的合力为零

空腔对质点的引力实心球对质点的万有引力均匀实心球对外部的质点rMm

空腔对质点的引力实心球对质点的万有引力均匀实心球对内部的质点Mm为质点所在处以内的球体部分的质量。

例题3：假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为(????)A

黄金代换在赤道在两极点在空中时0102空心球壳对质点的万有引力030405实心球对质点的万有引力06

A

D

3.关于重力和万有引力的关系，下列认识错误的是()A.地面附近物体所受的重力就是万有引力B.重力是由于地面附近的物体受到地球的吸引而产生的C.在不太精确的计算中，可以认为物体的重力等于万有引力D.严格来说重力并不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力A

4.火星半径是地球半径的，火星质量大约是地球质量的，那么质量为50kg的宇航员(地球表面的重力加速度g取10m/s2)(1)在火星表面上受到的重力是多少？(2)若宇航员在地球表面能跳1.5m高，那他在火星表面能跳多高？