地球表面万有引力与重力的区别和联系ppt
万有引力和重力
万有引力和重力湖南省临澧县第一中学侯军关于万有引力和重力的差别与联系，已经是一个陈旧的话题。
鉴于对此的模糊认识还是普遍存在的，这里分两种情形具体进行分析。
1、地表上的万有引力和重力在早期，人们认为地球是一个惯性系，于是，相对地球静止的物体便处于平衡状态。
如果这个物体是用绳子悬挂着，它只可能受两个力，那就是重力W和绳子张力T ，如图1所示。
基于简单的平衡关系，有W = T 。
若在绳子中间接一个测力计，重力的大小就通过测T的大小间接测量出来了，而重力的方向就是绳子收缩的反方向。
至于重力的性质，人们初步意识到它是“由于地球的吸引而产生的”。
后来，人们认识到地球存在自转，是一个非惯性系，地表上（除两极外）所有“静止”的物体事实上都处在匀速圆周运动的状态中，因此，都存在向心加速度。
但是，当我们仍然考查用绳子悬挂“静止”的物体时，它毕竟还是只会受到两个力的作用。
两个力中，绳子张力T的性质是不会变的（大小和方向不会变），而两个力不再平衡，那么，另一个力（重力W）的分析就值得反省了。
牛顿发现万有引力之后，这个问题迎刃而解。
现在，人们已经能够对地表上“静止”的悬挂物进行正确的受力分析——它受到绳子张力T和万有引力F的作用，T 和F的合力ΣF即物体做圆周运动的向心力，如图2所示。
由图可知，由于F指向地心O而ΣF指向物体做圆周运动的圆心O′，故T并不沿地球半径方向。
严格地说，有了这个分析后，物体的“重力”就不存在了。
但是，由于人们一直是在地球上研究问题的，已经习惯了地球是惯性系的这种错觉。
在这种错觉下，物体仍“平衡”，为了维护这种“平衡”，必须找到一个T ．的平衡力．．．．——这就是．．我们习惯认识中的重力．．。
由图2不难看出，它的方向不会沿地球半径指向地心（赤道和两极的物体除外）。
把T 矢量反向、成为W 矢量后，和F 矢量、ΣF 矢量构成图3 。
在图3的新平行四边形中，F 处在“合力”位置。
因此，也常常这样说：重力是万有引力的一个分力（另一个分力是物体做圆周运动的向心力）。
《重力与万有引力的关系》PPT课件
1、不考虑地球自转的条件
下，地球表面的物体
结论：oF 引向心F 向 G力远小于2小重、，随力则m纬,重g度万力的有将G升增引高M大R力，m2向近心似力减
等于重力。
赤道mgGM Rm 2 m2R
3.地球表面的物体所受
的重力的实质是物体所 受万有引力的一个分力
两极 mg
G
Mm R2
2、地球上空（不受自转影响）
重力与万有引力的关系
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1、内容： 自然界中任何两个物体间都存在着相互
作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成 正比，与它们之间的距离的平方成反比。
2、公式： F G m1m2 r2
引力常量：G=6.67×10－11 N·m2/kg2 r：质点(球心)间的距离
练习1
设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地心 4R(R 是地球半径 )处 ，由于地球的作用产生的加速度为
g,则 g/g0为D( )
A.1 C.1/4
B. 1 / g
D.1/16
练习2
地球的半径为R，某同步卫星在地球表面所受的引力为F，则 该卫星在离地面高度为6R的轨道上受到的万有引力约
为( C )
r F向 m
F引
θG
M
R
其中F引＝G 重力G=mg.
ω
MRm2，而向心力Fn＝mrω2,
(1)当物体在赤道上时，万有引力 F、重力 G、 向心力 F′三力同向，此时 F′达到最大值 F′max＝mRω2，重力达到最小值： Gmin＝F－F′＝GMRm2 －mRω2.
(2)当物体 在两极时， F′ ＝0，F ＝G，此时 重 力等于万有引力，重力达到最大值，此最大值 为 Gmax＝GMRm2 .
重力与万有引力的区别与联系（小荷老师）
重⼒与万有引⼒的区别与联系（⼩荷⽼师）——重⼒与万有引⼒——重⼒ G = m g ，并⾮地球之引⼒。
它是引⼒⼀分⼒，相等只是在两极。
差别原因在⾃转，另⼀分⼒向⼼⼒。
粗略情况近似等，考虑⾃转要分析。
竖直向下其⽅向，垂直⽔平不对地。
两极⾚道指地⼼，其他地⽅要偏离。
⼀、定义的区别与联系重⼒是由于地球的吸引⽽产⽣的⼒，并不是地球对物体的万有引⼒，它只是万有引⼒的⼀个分⼒。
⼆、公式的区别重⼒：G=mg万有引⼒：F=GMm/r²三、⽅向的区别与联系1、重⼒的⽅向重⼒的⽅向始终竖直向下，即垂直于⽔平地⾯向下。
⽽不是垂直地⾯向下，垂直是指垂直某⼀个⾯，但⾯不⼀定⽔平，地⾯不⼀定⽔平，所以说，不能说成垂直地⾯向下。
只有在南北两极和⾚道，重⼒⽅向指向地⼼，其他地⽅都要偏离地⼼。
2、万有引⼒的⽅向万有引⼒的⽅向始终指向地⼼。
四、⼤⼩之间的关系重⼒只有在地球南北两极才和万有引⼒相等。
其他地⽅都不相等。
由于⼆者相差不⼤，所以粗略情况下，⼆者近似相等。
但如果考虑地球的⾃转，则必须明确区分。
五、具体原因分析万有引⼒根据作⽤效果产⽣两个分⼒，⼀个是向⼼⼒，另⼀个就是重⼒。
⼆者差别就是因为地球⾃转的缘故。
具体如图说的已经很清楚，不再赘述七、它们到底差别多⼤呢？如图所⽰从图中可以看出，重⼒是引⼒的292/293。
误差原因是向⼼⼒的影响，但它只有万有引⼒的1/293，所以不考虑地球⾃转时可以看作相等。
⼋、重⼒与⽀持⼒的关系在物体出于平衡状态时，即静⽌状态或匀速直线运动状态，物体所受的合⼒等于零，（即F合=0），此时，⽀持⼒等于重⼒（即F⽀=mg）。
在物体处于⾮平衡状态时，（即超重和失重），物体受的⽀持⼒不等于重⼒。
我们经常说的 F⽀=mg ，是没有考虑地球的⾃转，没有考虑向⼼⼒，也就是没有考虑超重失重，直接认为⼆⼒平衡。
重力和万有引力的区别
重⼒和万有引⼒的区别
物体由于地球的吸引⽽受到的⼒叫重⼒；⽽万有引⼒是指具物体之间加速靠近的趋势。
重⼒单指地球与地球表⾯物体之间的吸引⼒；⽽万有引⼒指⼀切物体之间的吸引⼒，其中包含地球与地球表⾯物体之间的吸引⼒。
重⼒：
物体由于地球的吸引⽽受到的⼒叫重⼒。
重⼒的施⼒物体是地球。
重⼒的⽅向总是竖直向下。
物体受到的重⼒的⼤⼩跟物体的质量成正⽐，计算公式是：G=mg，g为⽐例系数，⼤⼩约为
9.8N/kg，重⼒随着纬度⼤⼩改变⽽改变，质量为1kg的物体受到的重⼒为9.8N。
重⼒作⽤在物体上的作⽤点叫重⼼。
重⼒⼤⼩可以⽤测⼒计测量，静⽌或匀速直线运动的物体对测⼒计的拉⼒或压⼒的⼤⼩等于重⼒的⼤⼩。
地⾯物体所受的重⼒只是万有引⼒的在地球表⾯附近的⼀种表现。
万有引⼒：
万有引⼒，全称为“万有引⼒定律”，为物体间相互作⽤的⼀条定律，1687年为⽜顿所发现。
任何物体之间都有相互吸引⼒，这个⼒的⼤⼩与各个物体的质量成正⽐例，⽽与它们之间的距离的平⽅成反⽐。
如果⽤m1、m2表⽰两个物体的质量，r表⽰它们间的距离，则物体间相互吸引⼒为F=（Gm1m2）/r²，G称为万有引⼒常数也可简称为引⼒常数，G由卡⽂迪许使⽤扭秤装置测出，其值约为6.67×10^-11 N·m²/kg²。
6.3-2专题一重力与万有引力的关系
g,则 g/g0为( ) D
A.1
h
B. 1/ g
C.1/4
F引
o
G
GM g R2
GM
g' R h2
D.1/16
g 1 r2
某5gm物/s体2G的R在M加2地速面地 任度上球 知加受表两速到面个上的的可升重求g的力出地火为第球箭1三6的中N个M，，某地将时球它此的放物体置体积在的半以视径a＝R
3)当物体由赤道向两极移动的过程
中，向心力减小，重力增大。
地球上重力的变化
重力随纬度的增加——增加。 重力随海拔高度的增加——减小。 重力随深度的增加先增加，然后减小，到
地心趋向于零。
设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地心 4R(R 是地球半径 )处 ，由于地球的作用产生的加速度为
FN－mg’＝ma.
g
GM R2
g'
GM
R h2
h=3R地
上述关系可以推广到任何星球上去
二、物体在赤道上的失重问题
r Fn m F引 θG
MR
结论：向心力远小于重力,万有引 力近似等于重力,因此可以不考虑 (忽略)地球自转的影响。
如果： 地球自转加速、再加速。。。 会出现什么情况？
地球自转加速到某一程度，赤道上 的物体会率先做离心运动而飘起来。
F拉
GMm/R2 =9.799m
F引
m(2π/T)2R =0.034m 0.346％
(取M=5.976 ×1024kg，R=6378km) ω
F =9.765m= 9.77m mg=F=9.77m
mg = GMm/R2
C
思考: 考虑自转时 A、B、C
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04
重力的影响
对人类生活的影响
01
02
03
维持站立姿势
重力使地球上的物体受到 向地心的引力，帮助人类 保持站立姿势，避免摔倒 。
运动与健身
重力在许多运动中起到关 键作用，如跑步、跳跃和 举重等，它有助于增强肌 肉力量和骨骼密度。
血液循环
重力对人体的血液循环系 统有一定影响，长期处于 失重环境下可能导致血液 分布和流动发生变化。
重力的性质
重力加速度
重力加速度是物体在地球表面自由下 落时的加速度，约为9.8m/s²。
重力与质量的关系
重力与物体的质量成正比，质量越大 ，重力越大。
重力的单位
牛顿
在国际单位制中，重力的单位是牛顿，简称牛，符号为N。
其他单位
除了牛顿外，重力还有其他的单位，如克、公斤等，但在科 学计算中，牛顿是最常用的单位。
了特定地区的重力环境。
生态平衡
地球的重力变化可能对生态平衡产 生影响，影响生物之间的相互作用 和食物链。
植物生长与发育
重力对植物的生长和发育有一定影 响，如根系发育和叶片形态等。
05
重力的未来发展
重力探测技术的发展
空间重力测量
利用卫星轨道测量技术，实现对地球 重力场的精确测量，为地球科学、地 质灾害等领域提供重要数据。
02
重力的计算方法
牛顿的万有引力定律
总结词
描述物体之间的相互作用力，适用于宏观低速物体。
详细描述
牛顿的万有引力定律指出任何两个物体都相互吸引，引力的大小与两个物体的 质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
重力加速度的计算
总结词
计算物体在地球表面附近所受的重力加速度。
高中物理模块要点回眸第15点“两个关系”理解重力与万有引力素材教科版必修2(new)
第15点“两个关系”理解重力与万有引力地球对物体的引力是物体受到重力的根本原因，但重力又不完全等于引力，这是因为地球在不停地自转，地球上的一切物体都随着地球的自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向心力,这个向心力来自地球对物体的引力F，它是引力的一个分力，如图1所示，引力F的另一个分力才是物体的重力mg.图11.重力与纬度的关系在赤道上时,引力F、重力mg、向心力F向三力同向，满足F＝F向＋mg在两极时，由于向心力F＝0，则mg＝F.在其他位置，mg、F与F向不在一条直线上，遵从平行四边形定则，同一物向体在赤道处向心力最大,重力最小，并且重力随纬度的增加而增大。
而且重力的方向竖直向下，并不指向地心，只有在赤道和两极,重力的方向才指向地心。
2。
重力、重力加速度与高度的关系若不考虑地球自转,地球表面处有mg＝G错误!,可以得出地球表面处的重力加速度g＝错误!。
在距地面高度为h处，万有引力引起的重力加速度为g′，则：mg′＝G错误!即距地面高度为h处的重力加速度g′＝错误!＝错误!g.对点例题某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N,在火箭发射阶段，发现当飞船随火箭以a＝错误!的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度）,其身体下方体重测试仪的示数为 1 220 N.已知地球半径R＝6 400 km.地球表面重力加速度g取10 m/s2(求解过程中可能用到错误!＝1。
03, 错误!＝1。
02）。
问:(1）该位置处的重力加速度g′是地面处重力加速度g的多少倍？(2)该位置距地球表面的高度h为多大?解题指导（1)飞船起飞前，对宇航员受力分析有G＝mg，得m＝84 kg.在h高度处对宇航员受力分析，应用牛顿第二定律有F－mg′＝ma，得错误!＝错误!.（2）根据万有引力公式，在地面处有G错误!＝mg,在h高度处有G错误!＝mg′。
解以上两式得h＝0.02R＝128 km.答案(1）错误!（2）128 km某些星球和组成星球的物质是靠引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率,如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动.由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列关系式正确的是（）A.T＝2π 错误!B。
6.3第二课时_重力与万有引力的关系
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 周运动，其所需向心力由万有引力提供， GMm/r２=mv２/r=m２r=m(2/T)２r
应用时可根据实际情况，选用适当的公式 进行分析或计算.
要点· 疑点· 考点
2.天体质量M、密度ρ 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，
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=6.67×１０11N· m２/kg２，叫引力常量.
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.
万有引力与重力的区别与联系：
Mm 物体与地球的引力： F＝G 2 R
方向：指向地心。
重力:由于地球的吸引而使物体受到的力，叫
做重力。是万有引力的一个分力。重力与万
有引力是同一性质的力。
2015-3-25
r F 向 F引 θ G R
m
M
ω
其中F引＝G mrω2,
Mm R2
，而向心力F′＝
(3)由GMm/R２=m(2/T)２R得T2=42R3/(GM)，所以 R越大，T越大.
课 前 热 身
1.对于万有引力定律的表达式F=Gm1m2/r２，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
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力（该分力与支持力 抵消），引力的另一 个分力提供向心力。
ω
FN
Fn
F引 mg
在特殊位置的重力与引力
• 在两极，重力与引力相等（Fn=0）。
• 在赤道，重力与引力都
指向地心，重力大小等
ω
于引力大小与向心力大
小之差。
F引
F引
重力与纬度的关系
• 同一物体在纬度越高的地方，其重力越 大。
ω
纬度越高，F引越 大（地球两极稍 扁、赤道略鼓），
Fn越小。
重力与高度的关系
• 在同一纬度，同一物体离地面的高度越 大，其重力越小。
h F引≈mg
R
mg
GMm
R h2
万有引力与重力 的区别与联系
重力与引力
• 静置于水平地面上的物 体只受引力和支持力
• 引力和支持力的合力Fn 垂直于地轴、指向地轴
ω
FN
Fn
F引 mg
• 物体静置于水平地面时， 与支持力平衡的力是重力，
重力一般不等于引力，重力一般不指向地心
• 因为Fn=mω2r远小于mg，所以mg≈F引
重力与引力