2022年万有引力定律教案人教版物理必修二 .pdf

《2022年万有引力定律教案人教版物理必修二 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年万有引力定律教案人教版物理必修二 .pdf（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、6.3 万有引力定律教学目标：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会推导。3、知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。教学重点：1、万有引力定律的推导。2、万有引力定律的内容及表达公式。教学难点：1、用数学公式描述万有引力定律。 2、计算万有引力时物体间距离的含义。教学方法：1、对万有引力定律的推导采用分析推理、归纳总结的方法。2、对疑难问题的处理采用讲授法、例证法。教学过程：一、复习提问，导入新课教师：我们上节课学习了两个问题： 一是追寻牛顿的足迹学习了行星运动的动力学问题，找到了太阳与行星间引力的规律，谁能回答一下其具体内容呢？从前面的学习可知 ,

2、 万有引力定律的得出过程为: 由圆周运动知识知 : 由开普勒第三定律 : r3/ T2=k, 得: 2232)(4rmTrF由牛顿第三定律知 : F2rmm综合上述可得 : F=G2rmm. 我们上节课学习的另一个问题是： 太阳与行星间的引力规律是否适用于卫星绕行星的运动。是否想过天体间引力规律是否具有普遍性呢？也就是说，地面物体与天体间的相互作用力也有同样的“平方反比关系”的规律吗？下面请同学们阅读第三节开头的三个自然段，体会牛顿当年是怎样思考这个问题的。二、新课教学1苹果为什么落回地面，而不是脱离地球呢？2受到的重力又是怎么产生的呢？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - -

3、- - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 3 地球对苹果的引力和太阳对行星的引力是否根本就是同一种力？若是这样，物体离地面越远，其受到地球的引力就应该越小，比如我们爬到高山上时，察觉到我们受到重力减小了？为什么？4这样的高度比起天体之间的距离来说，简直太小了。如果我们再往远处设想，物体延伸到月球那么远，物体将会怎么样运动？（一）月地检验于是我们可以提出这样的猜想：太阳对行星的引力，地球对月球的力，地球对地面上物体的力，也许真是同一种力，遵循相同的规律？假定上述猜想成立，月球和苹果的地位相当，则地

4、球对月球的力与地球对苹果的力应该同样遵从“平方反比”律，即2M mFGrg，那么月球轨道上的物体受到的引力比他在地面附近受到的引力要小。创设情景：在牛顿时代，重力加速度g、月-地的距离 r 、月球的公转周期 T都能精确的测定，已知 r=38108m ，T=27.3 天，g=98m/s2，月球轨道半径即月 - 地的距离 r为地球半径 R的 60 倍，那么：(1) 如果遵从“平方反比” 率，月球轨道上的物体受到的引力F1从而产生的向心加速度是多少？- 设物体的质量为m在月球轨道上的物体受到的引力地2=mMmFGarg，物体在地面附近受到的地2=mgMmFGRg，则有22-32221ma2.7106

5、0Rggsr(2) 实际观察到月球围绕地球转的向心加速度是多少？设质量为 m的物体在月球的轨道上运动的加速度（月球公转的向心加速度）为 a，则228-322244 3.14mar3.8102.71027.3243600sTg可见：用数据说明上述设想的正确性，牛顿的设想经受了事实的检验，地球对月球的力，地球对地面物体的力真是同一种力。至此，平方反比律已经扩展到太阳与行星之间，地球与月球之间、地球对地面物体之间。（二）推广进一步证明万有引力定律，牛顿再研究其他不同物体遵循相同规律，认识到普遍存在于宇宙间并且是由于物体具有质量而产生的一种作用力万有引力， 1687年，牛顿正式发表了万有引力定律（三）

6、万有引力定律精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 内容：任何两个物体之间都存在相互作用的引力的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比. 公式：2M mFGrgF 为两个物体间的引力，单位：Nm1、m2分别表示两个物体的质量，单位：kg r 为两个物体间的距离，单位：m G为万有引力常量：单位：N m2/kg2距离的确定： 1、可视为质点的物体， 则为质点间的距离；2、对均质球体则是两个球心间的距离

7、。理解：（1）万有引力的普遍性：万有引力不仅存在于星球间，任何客观存在的有质量的物体之间都存在这种相互吸引的力（2）万有引力的相互性：两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，方向相反，分别作用于两个物体上。（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，它的存在才有实际的物理意义，故在分析地球表面物体受力时，不考虑地面物体对地球的万有引力，只考虑地球对地面物体的引力。（4）万有引力的特殊性：两物体间的万有引力只与他们本身的质量有关，与它们间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与周围有无其他物体无关意义：1、对物理学、天

8、文学的发展具有深远的影响；2、它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来了；3、在科学文化发展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想， 给人们探索自然的奥秘建立起了极大的信心，人们有能力理解天地间的各种事物。（四）引力常量牛顿发现了万有引力定律，却没有给出引力恒量的数值。 由于一般物体间的引力非常小，用实验测定极其困难。 直到一百多年之后， 才由英国的卡文迪许用精巧的扭秤测出。动画展示：（教材中没有，补充给学生，如右图）并介绍构造、演示实验过程，引导学生一起分析原理。测引力（极小）转化为测引力矩，再转化为测石英丝扭转角度， 最后转化为光点在刻度尺上移动的距离（较大）。根据预先求出的石英丝

9、扭转力矩跟扭转角度的关系，可以证明出扭转力矩，进而求得引力，确定引力恒量的值G=6 75410-11 Nm2/kg2。牛顿（ 16431727）1687年万有引力定律 时差：100 多年 卡文迪许（ 17311810）1789 年在实验室中用扭秤装置M R L m r 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 自然哲学的数学原理测出引力常量推荐标准值： G =6.6725910-11N m2Kg-2推荐使用值： G =6.6710-11N

10、m2Kg-2适当提及 18 世纪 80 年代，库仑为定量研究电荷间的相互作用力而发明了扭秤装置，实现了对微小量的巧妙测量。卡文迪许则巧妙地利用和改进了扭秤装置，测出了引力常量 G。难怪有人形象地称他们是“天才发明和天才借鉴”，我们在学习中互相协作、互相借鉴也是具有重要意义的。万有引力定律的检验需要大量的事实，卡文迪许测定引力常量的实验是其他检验无法代替的，它为万有引力定律的普遍意义奠定了强有力的实验基础。如果没有 G 的测出，则万有引力定律在许多问题的应用受到限制。正是由于卡文迪许测出了引力常量 G，才使得万有引力定律在天文学的发展上起了重要的作用。（五）巩固练习设问：既然自然界中任何两个物体

11、间都有万有引力，那么在日常生活中，我们各自之间或人与物体之间，为什么都对这种作用没有任何感觉呢？创设情景：1请估算这两位同学，相距0.5m远时它们间的万有引力多大？（可设他们的质量为 50kg）2已知地球的质量约为601024kg，地球半径为 64106m ，请估算其中一位同学和地球之间的万有引力又是多大？3已知地球表面的重力加速度，则其中这位同学所受重力是多少？并比较万有引力和重力？本题小结：由此可见通常物体间的万有引力极小，一般不易感觉到。而物体与天体间的万有引力（如人与地球）就不能忽略了。（六）课堂小结（七）布置作业P71“问题与练习”中的第2 题、第 3 题。2课后思考：（1）某星球的

12、质量约为地球的9 倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体，射程为60 米，则在该星球上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，射程应为多少 ? （2）已知地球的半径为 R，自转角速度为，地球表面的重力加速度为g，在赤道上空相对地面静止的同步卫星离开地面的高度是多少？参考答案：（1）10米； （2）RgR322精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -