高中物理万有引力定律知识点总结

篇一：万有引力定律 复习提纲

万有引力定律 复习提纲

一、本章知识脉络，构建课标知识体系

应用

二、本章要点总结

1、开普勒行星运动定律

第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积。 第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。即：

万有引力定律轨道定律

开普勒行星运动定律 面积定律

周期定律

发现

万有引力定律 表述

的测定

天体质量、密度 发现未知天体 人造卫星、宇宙速度

a3

?k比值k是一个与中心天体质量有关的系数 2T

2、万有引力定律

（1）开普勒对行星运动规律的描述（开普勒定律）为万有引力定律的发现奠定了基础。 （2）万有引力定律公式：F?G

m1m2?1122

， G?6.67?10N?m/kg2r

（3）适用条件：只适用于两个质点间相互作用的万有引力的计算 ．．

特殊情况：①一个质量分布均匀的球体和一个质点的相互作用

②两个质量分布均匀的球体间的相互作用

3、物体在地面上所受的万有引力与重力的区别和联系

（1）．考虑地球自转：万有引力分解为一个向心力和一个重力

两极：mg?F引 赤道：mg?F引?F向

（2）．不考虑地球自转：万有引力全部提供为重

万有引力公式

线速度

角速度

向心加速度 向心力

两个基本思路

1.万有引力提供向心力：r m r n m ma r T

m r m r v m

r M G ωππω======22222

2244m 2.忽略地球自转的影响： mg R

GM =2

m （2

g R GM =，黄金代换式）

一、测量中心天体的质量和密度 测质量：

1．已知表面重力加速度g ，和地球半径R 。（mg R GM =2m

，则G gR M 2=

） 2．已知环绕天体周期T 和轨道半径r 。(r T m r Mm G 2224π= ，则2

3

24GT r M π=) 3．已知环绕天体的线速度v 和轨道半径r 。（r v m r

Mm G 22=，则G r

v M 2=）

4．已知环绕天体的角速度ω和轨道半径r 。（r m r

Mm G 2

2ω=，则G r M 32ω=）

5．已知环绕天体的线速度v 和周期T 。（T

r

v π2=,r v m r M G 22m =，联立得G T M π2v 3=）

测密度：

已知环绕天体的质量m 、周期T 、轨道半径r 。中心天体的半径R ，求中心天体的密度ρ 解：由万有引力充当向心力

r T m r Mm G 2224π= 则23

24GT

r M π= ——①

3 万有引力定律

整体设计

本节是在学习了太阳与行星间的引力之后,探究地球与月球、地球与地面上的物体之间的作用力是否与太阳与行星间的作用力是同一性质的力,从而得出了万有引力定律.根据万有引力定律而得到的一系列科学发现,不仅验证了万有引力定律的正确性,而且表明了自然界和自然规律是可以被认识的.万有引力定律是所有有质量的物体之间普遍遵循的规律,引力常量的测定不仅验证了万有引力定律的正确性,而且使得万有引力定律能进行定量计算,显示出真正的实用价值.

教学过程中的关键是对万有引力定律公式的理解,知道公式的适用条件.教师可灵活采用教学方法以便加深对知识的理解,比如讲授法、讨论法. 教学重点

万有引力定律的理解及应用. 教学难点

万有引力定律的推导过程. 课时安排 1课时 三维目标 知识与技能

1.了解万有引力定律得出的思路和过程.

2.理解万有引力定律的含义并掌握用万有引力定律计算引力的方法. 3.记住引力常量G并理解其内涵. 过程与方法

1.了解并体会科学研究方法对人们认识自然的重要作用.

2.认识卡文迪许实验的重要性,了解将直接测量转化为间接测量这一科学研究中普遍采用的重要方法.

情感态度与价值观

通

高中物理学习材料

（鼎尚**整理制作）

6.3 万有引力定律

【学业达标测试】

2.关于万有引力，下列说法正确的是（ ） A.万有引力只有在天体与天体之间才能明显表现出来

B.一个苹果由于其质量很小，所以它受的万有引力几乎可以忽略 C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力

D.地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近的

【解析】选D.由月—地检验可知：自然界中任何两个物体间都有相同的引力作用，故A错；苹果质量虽小，但由于地球质量很大，故引力不可忽略，B错；物体间的引力是相互的，由牛顿第三定律知应等大，故C错，D选项正确.

鼎尚

4.在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍.关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是（ ） A.太阳引力远大于月球引力 B.太阳引力与月球引力相差不大 C.月球对不同区域海水的吸引力大小相等 D.月球对不同区域海水的吸引力大小有差异

鼎尚

【素能综合检测】

一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分.至少一个选项正确）

第二节 万有引力定律的应用

课标要求

【知识和技能】

1、会利用万有引力定律计算天体的质量。 2、理解并能够计算卫星的环绕速度。

3、知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义。 【过程和方法】

1、了解万有引力定律在探索宇宙奥秘中的重要作用，感受科学定律的巨大魅力。

2、体会科学探索中，理论和实践的关系。 3、体验自然科学中的人文精神。 【情感、态度和价值观】

培养学生对万有引力定律的理解和利用有限的已知条件进行近似计算的能力。

教学重点

1、利用万有引力定律计算天体质量的思路和方法

2、发现海王星和冥王星的科学案例 3、计算环绕速度的方法和意义

4、第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义 5、黄金代换

教学难点1、天体质量计算

2、环绕速度计算和理解

教学方法 自主讨论思考、推导、引导分析 教学过程

提出问题：若月球绕地球做匀速圆周运动，其周期为T，已知月球到地心距离为r，如何通过这些条件，应用万有引力定律计算地球质量？（要求学生以讨论小组为单位就此问题展开6分钟讨论，讨论出结果后，提供计算基本思路、计算过程和结果、并总结万有引力定律计算天体质量的方法，教师在教室巡回，找出两

第二章 牛顿运动定律和万有引力定律

一、考纲要求 1.牛顿第一定律、惯性 2.牛顿第二定律、质量 3.牛顿第三定律 5.超重和失重 A 6.圆周运动

B

7.宇宙速度、人造地球卫星，万有引力定律的应用。B

说明：1.处理物体在粗糙面上的问题，只限于静止或已知运动方向的情况。 2.不要求用牛顿定律列方程处理两个或两个以上物体的运动问题。 3.有关向心力的计算，只限于向心力是由一条直线的力合成的情况。 4.不要求推导a=v/R 二、知识结构

本章讲述牛顿运动定律，进一步研究了物体运动状态变化的原因，揭示出运动和力之间的本质关系。其中牛顿第一定律说明物体的运动并不需要外力来维持，确定了力的含义即力是改变物体运动状态的原因，并给出了惯性的概念，牛顿第三定律说明物体间力的作用是相互的，即力总是成对出现的并且同时增减，同时消失。而牛顿第二定律反映了力与物体运动状态改变的具体关系。圆周运动和天体运动的动力学特征可以用牛顿定律的关系式来反映，无非这里的加速度为向心加速度。 三、知识点、能力点提示

1.牛顿第一定律，提出了惯性的概念，力的定义。 2.牛顿第二定律，包含了力和质量的量度定义。 (1)表达式：a∝ΣF／m

(2)分量式：ΣFx=max，ΣFy=

高中物理万有引力定律的应用提高训练含解析

一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用

1．一名宇航员到达半径为R 、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一个质量为m 的小球，上端固定在O 点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O 点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F 随时间t 的变化规律如图乙所示．F 1、F 2已知，引力常量为G ，忽略各种阻力．求：

（1）星球表面的重力加速度；

（2）卫星绕该星的第一宇宙速度；

（3）星球的密度．

【答案】（1）126F F g m -=

（212()6F F R m

-(3) 128F F GmR ρπ-= 【解析】

【分析】

【详解】

（1）由图知：小球做圆周运动在最高点拉力为F 2，在最低点拉力为F 1

设最高点速度为2v ，最低点速度为1v ，绳长为l 在最高点：222mv F mg l

+= ① 在最低点：211mv F mg l

-= ② 由机械能守恒定律，得

221211222

mv mg l mv =?+ ③ 由①②③，解得1

26F F g m

-= （2）2GMm mg R

= 2GMm R =2

mv R

两式联立得：12()6F F

万有引力与航天

第三单元 万有引力定律 人造卫星

一. 地心说和日心说

1、地心说的内容：地球是宇宙中心，其他星球围绕地球做匀速圆周运动，地球不动。

2、日心说的内容：太阳是宇宙的中心，其他行星围绕地球匀速圆周运动，太阳不动。

日心说是波兰科学家天文学家哥白尼创立的 二.开普勒三定律以及三定律出现的过程：

（1）所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。

（2）任何一个行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。 （3）所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。

即R／T=k

最早由开普勒证实了天体不是在做匀速圆周运动。他是在研究丹麦天文学家第谷的资料时产生的研究动机。 *开普勒是哪个国家的：德国 三.牛顿的万有引力定律

1.内容：自然界任何两个物体之间都存在着相互作用的引力，两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.

2表达式：F＝Ｇm1m 23 2

r其中G＝６．６７×１０

－１１

Ｎ·ｍ／ｋｇ，叫万有引力常量，卡文迪许在

２２

实验室用扭秤装置，测出了引力常量.（英）卡文迪许扭秤 “能称出地球质量的人”（小球直径2英寸，大球

曲线运动 万有引力定律

知识结构：

条件：只受重力，初速条件：F合与初速v0不在一条直线平抛运动研究方法：运动的合成和规律：水平方向匀速直线 曲线运动特例 运动; 竖直方向自由落特点：v、a大小不变，方向时描述：v、ω、T、a、

知识重点：

1．运动的合成和分解

2．曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向，且必具有加速度 3．平抛运动，平抛运动的分解方法及运动规律

4．匀速率圆周运动，线速度和角速度，周期，圆周运动的向心加速度a=v2/R，用牛顿定律处理圆周运动问题。

5．万有引力定律及其应用，人造地球卫星的运动（限于圆轨道） 6．宇宙速度 教学过程：

一、曲线运动

1．曲线运动的条件：质点所受合外力的方向（或加速度方向）跟它的速度方向不在同一直

线上

F合x与v在一直线上，改变速度的大小，、

方向：沿切线方匀速圆周运动条件：F合与初速v0

天体运地球卫 万有引力v F合 F合y与v垂直，改变v的方向。 练习1.一物体在力F1、F2、F3、…、Fn共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去F2，则该物体( )

A.可能做曲线运动 B.可能继续做直线运动 C.必沿F2方向做直线运动

D.必沿F2反方向做匀减速直

万有引力定律

一、开普勒三定律：

开普勒第一定律：所有的行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳是在这些椭圆的一个焦点上。

开普勒第二定律：对每个行星来说，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

开普勒第三定律：所有行星的椭圆轨道的长半轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。 即 二、万有引力定律：

1、内容：任何两个物体都是互相吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，

R3?常数（K） 2T跟它们的距离的平方成反比。这就是万有引力定律。

2、公式

F?Gm1m2 R2应注意：（1）公式中G称作万有引力恒量，经测定G?6.67?10?11N·m2/Kg2。 （2）公式中的R为质点间的距离。对于质量分布均匀的球体，可把它看做是质量集中

在球心的一个点上。

（3）从G?6.67?10?11N·m2/Kg2可以看出，万有引力是非常小的，平时很难觉

察，所以它的发现经历了对天体（质量特别大）运动的研究过程。 小结：

1、万有引力定律的公式：F?Gm1m2 只适用于质点间的相互作用。这里的“质点”要2r求是质量分布均匀的球体，或是物体间的距离r远远大于物体的大小d(r??d)，这两种情况。

2、运用万有引力定