万有引力定律教案.pdf

万有引力定律教案 教学目的:1、掌握开普勒三定律的内容并能解释一些现象 2、掌握万有引力定律内容、公式、适用条件 3、了解引力常量的测定方法及其意义4、展现万有引力定律发现的科学过程,让学生感受到定律的发现是经历了几代科学家的不断努力发现的 培养学生尊重知识,尊重历史,尊重科学的精神和不畏艰难永攀科学高峰的精神.教学难点：万有引力定律的应用 教学重点：万有引力定律及引力常量的测定 教具：课件,多媒体设备 教学过程 引入:历史上人们对天体运动的认识 （课件）1.地心说:地球是宇宙的中心;2.日心说:太阳是宇宙的中心,今天我们看来这两种学说都不完成正确,相对来说还是日心说比地心说进步了一些.一.行星的运动的规律:开普勒在第谷等前人的基础上先后提出了太阳系行星运动的三个定律 (同学阅读课本,找到三个定律内容是什么,然后课件说明)开普勒第一定律:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上;开普勒第二定律:太阳与任何一个行星的连线(矢径)在相等的时间内扫过的面积相等;开普勒第三定律:行星绕太阳运行轨道半长轴 R 的立方与其公转的周期 T 的平方成正比;而这三个定律,大大的的推动了人们对天体运动的认识,我们在学了牛顿的万有引力公式以后都可以从公式中推导出来 二.万有引力定律:同学先看课本，想一想(1)牛顿是怎样研究、确立万有引力定律的呢？许多天文学家和物理学家，通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律但是对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么 却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究伟大的物理学家牛顿在前人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，确立了万有引力定律，为天体动力学的发展奠定了基础牛顿确立万有引力定律的科学推理的思维方法苹果在地面上加速下落：(由于受重力的原因)：月亮绕地球作圆周运动：(由于受地球引力的原因)；行星绕太阳作圆周运动：(由于受太阳引力的原因)，牛顿将上述各运动联系起来研究后提出：这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律；并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间 二万有引力定律:1.内容:自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的方向沿两物体的连线,引力的大小 F与这两个物体质量的乘积乘积 m1 m2成正比，跟它们的距离 r 的平方成反比 2.公式:万有引力恒量(注意其单位)；为式中：G 为两物体的中心距离引力是相互的 三.引力常数的测定及其意义 牛顿在 1687 正式提出了万有引力,但是这个引力常数是多少,开始时并不知道,一百多年以后,英国的物理学家卡文迪许巧妙的利用巧妙的扭秤实验,精确的测出了这个引力常数,从而也间接的证明了,万有引力的正确性.卡文迪许被称为”能称出地球质量的人”课件:观看卡文迪许是如何的一个装置测出万有引力常数的引导学生思考:这个实验巧妙在哪里呢?1.用了金属丝这个扭秤装置,相当精细(质量小)2.采用了光束为指针,既能放大,又能减少质量,3.整个装置在完全封闭的空间,用望远镜观察.最终取的成功.四.万有引力的应用（例题及课堂练习）学生思考问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，哪为什么物体没有被吸引到一起？例题 1、(课本例题)并排坐着的两个人,他们的质心相距 0.5m,质量分别是 50kg 和 75kg,请用万有引力定律估算他们之间的引力？解：由万有引力定律得：代入数据得：F=1.010-6N 通过计算这个力太小，所以普通的两个物体不会吸到一块,在平时的受力分析中都可以忽略 例题 2.已知地球质量大约是，地球半径为 6400km，地球表面的重力加速度 求：（1）地球表面一质量为 10kg 物体受到的万有引力？（2）地球表面一质量为 10kg 物体受到的重力？（3）比较万有引力和重力？解：（1）由万有引力定律得：代入数据得：（2）（3）比较结果万有引力比重力大原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力 例题 3 地球的质量大约为月球质量的 81 倍。一飞行器在地球与月球之间，当月球对它的引力和地球对它的引力大小相等时，这个飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为 多少。学生先做 课堂练习：请学生作课本中的练习（四）小结：1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)天体间万有引力很大，为什么？留学生去想（它是支配天体运动的原因）地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么？它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计 （五）布置作业：课本 P922,3,4,5 探究活动 编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目 1.万有引力定律发现的历史过程 2、第谷在发现万有引力定律上的贡献