高二物理人教版必修2 6.3万有引力定律教案

1、.万有引力定律重/难点重点：1. 理解月-地检验及其意义 2. 万有引力定律的内容、公式及使用条件难点：1.万有引力的计算2.万有引力与重力、向心力的关系重/难点分析重点分析：月-地检验证明了，使行星做椭圆运动的引力与使苹果落地的引力是同种性质的力，回忆万有引力发现历程，从猜测数学推导月-地检验外推到所有物体之间，表达了科学精神，是培养学生科学思维的重要时机。要正确理解万有引力公式中的各个物理量的意义，尤其是万有引力的适用对象是质点，对质量分布均匀的球体可以看成位于球心的质点。同时要掌握一些计算不规那么物体间引力的方法割补法。难点分析：万有引力的计算只适用于质点，对于质量分布均匀的球体可以看成

2、位于球心的质点，对于质量分布不均匀的球体，可采用“填补法、“等效法等进展计算。正是由于地球的吸引，地上的人才能一边随地球一起转动做匀速圆周运动，需要一个向心力，一遍又有脚踏实地的感觉脚压在地上，地面发生形变，产生向上的支持力，大小等与重力 ，所以重力和向心力都是万有引力的分作用，即 。但是在两极，物体所受向心力为零，万有引力等于重力，即；在赤道上，由于万有引力、重力、向心力都指向地心，三力数量关系为；在除了两极和赤道的其它位置，由于地球是两极略扁、中间略鼓的球体，重力并不指向地心，而是垂直于当地的程度面。打破策略1梳理牛顿发现万有引力定律的过程，体会月-地检验的意义。第一步：发现问题第二步：提

3、出猜测第三步：公式推导第四步：月-地检验第五步：外推至任何物体之间牛顿发现万有引力的五步：从牛顿的思维过程，我们可以体会到月-地检验在万有引力定律发现过程中有重要意义，因为通过月-地检验，证明“使月球绕地球运动的力与“使苹果落地的力是同种性质的力，符合一样规律，从而外推至任何物体之间都有万有引力的存在。月-地检验分为三步：第一步：假定“使月球绕地球运动的力与“使苹果落地的力是同种性质的力，都满足“与质量的乘积成正比，与间隔 的平方成反比的关系，进展理论推导，根据，计算出苹果落地的加速度g和月球绕地球公转的加速度a， 因为当时已经知道地月间隔 约为地球半径的60倍，所以可以计算出月球的加速度为，

4、计算过程如下：地球对苹果的引力: 苹果下落的加速度: 地球对月球的引力: 月球绕地球公转的加速度：第二步：实际测量。在牛顿的时代，已能比较准确测定出月球与地球的间隔 3.8×108m，月球公转周期 T=27.3天，地球外表自由落体加速度 g=9.8m/s2，根据公式，可得月球公转的向心加速度第三步：比较理论推导出的数据和实际测量的数据，两者相等，说明“使月球绕地球运动的力与“使苹果落地的力是同种性质的力，都满足“与质量的乘积成正比，与间隔 的平方成反比的关系。例1.牛顿著名的“月-地检验，有力的证明了地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星是同一性质的力，更有力的证明了引力理论的

5、正确性月球和地心的间隔 是地球半径的60倍，地球外表的重力加速度为g，那么月球绕地球做圆周运动的向心加速度为A.60g B.3600g C. D. 解析: 地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星是同一性质的力，都满足“与质量的乘积成正比，与间隔 的平方成反比的关系，因为地月间隔 约为地球半径的60倍，地面物体所受万有引力重力加速度，地球对月球的引力为，月球绕地球公转的加速度，D正确。2万有用力定律适用于质点间引力的计算，假设两个物体间的间隔 远大于物体本身大小，两个物体可看成质点，对于质量分布均匀的球体可以看成位于球心的一个质点。对于被挖洞的球体，可以采用“填补法进展万有引力的计算，如下

6、图，左侧有一个被挖去球形部分的球体，右侧P点处有个质量为m的质点，求解两者之间的万有引力。被挖去一部分的球体不能看成一个质点，无法直接用万有引力公式，我们用“填补法，先将挖去那一部分填补上，计算大球对P点处质点的引力，再计算补上的那个小球对P点处质点的引力，两个引力相减，问题得解。例2. 如下图，阴影区域是质量为M、半径为R的球体挖去一个小圆球后的剩余部分，所挖去的小圆球的球心和大球体球心间的间隔 是R/2，求球体剩余部分对球体外离球心O间隔 为2R、质量为m的质点P的引力。解析：将挖去的球补上，那么完好的大球对球外质点P的引力： 半径为R/2的小球的质量 补上小球对P的引力：因此阴影部分对质

7、点P的引力：3. 从力的效果上分析，万有引力产生两个作用，一个是使物体压地面，一个是使物体随地球一起做匀速圆周运动，故万有引力可分解为重力和向心力，即。由于地球并不是球体，而是一个两极略扁，中间略鼓的椭球体，而重力的方向是垂直于当地的程度面，所以只有在赤道和两极处，重力指向地心，其他位置重力的方向都不通过地心如以下图。赤道上 两极上 在两极，由于轨道半径为零，向心力为零，重力和向心力相等，即，。在赤道上，万有引力、重力、向心力指向地心，三者共线，可直接数量加减，即，。例3. 设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。同一物体在南极和赤道程度面上静止时所受到的支持力之比为多少？解析:地面对物体的支持力大小等于物体在当地的重力，根据万有引力、重力、向心力的关系两极上 赤道上 两式联立可得打破反思本节课的教学中，通过图片、动画引起学生的学习兴趣，通过严密的逻辑和