广东省揭阳市高中物理第六章万有引力与航天6.3万有引力定律教案新人教版必修2

1、.6.3 万有引力定律教学目的1理解万有引力发现的思路和过程，知道地球上的重物下落与天体运动的统一性；2知道万有引力是一种存在于所有物体之间的吸引力，知道万有引力定律的适用范围；3会用万有引力定律解决简单的引力计算问题，知道万有引力定律公式中r的物理意义，理解引力常量G的测定在科学历史上的重大意义；4理解万有引力定律发现的意义，体会在科学规律发现过程中猜测与求证的重要性。重点难点教学重点：万有引力推导的过程；万有引力公式的体会及应用；引力常量的有关知识。 教学难点：万有引力推导的过程；万有引力公式的体会及应用教具准备电子秤；自制轨道；小球；纸箱；数码相机；三角架；多媒体课时安排1教学过程与教学

2、内容教学方法、教学手段与学法、学情【新课引入】通过上节课的学习我们理解到：行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由太阳与行星间的引力提供的，引力大小为，与两星体质量的乘积成正比，与两星体间隔 的平方成反比。牛顿接着又考虑：月球绕地球做匀速圆周运动的向心力是不是类似地由地球与月球间的引力提供？地球和月球间的引力与太阳和行星的引力会不会是同一性质的力，遵循同一规律呢？正当牛顿在考虑这个问题时，苹果偶尔落地引起了他的遐想。苹果之所以会落回地面是因为地球对苹果的吸引力，还有即使把苹果放到最高的建筑物或最高的山顶上，苹果的重力也不会明显地减弱，说明地球对苹果的吸引力必定延伸到远得多的地方。那假如把苹果放到月

3、球所在的位置，它们应该还会受到地球给它的重力。按这样的说法，月球肯定会受到地球给它的重力的，那我先前考虑的地球对月球的引力就应该就是月球受到的重力，月球绕地球做圆周运动的向心力就是由月球受到的的重力提供的。于是牛顿作了一个大胆的猜测：地球对苹果的力、地球对月球的力及太阳对行星的力可能是同一种性质的力，它们可能遵循一样的规律。【新课教学】猜测与验证由于当时已经可以准确测定地球外表的重力加速度g=9.8m/s2，也能比较准确地测定月球与地球的间隔 为60倍地球半径，r=3.8*108m；月球公转的周期为27.3天。所以牛顿就想到了月地检验。假如你是牛顿，你如何利用这些量对你的猜测进展验证呢？分析假

4、如它们是同一种性质的力，满足同一规律那么对于苹果必有对于地球对月球的引力即向心力，那么向心加速度为而根据实验观测数据T=27.3天，r=3.8*108m，用公式【实验结论】：实验说明，地面物体所受地球的引力，月球所受地球的引力，以及太阳与行星间的引力，真的遵循的规律三、万有引力在月地检验后，牛顿作了更大胆的设想：是否任意两个物体之间都存在这样的引力？很可能是一般物体的质量比天体质量小得多，它们之间的引力我们不易觉察罢了。于是牛顿将结论大胆推广到宇宙中的一切物体：自然界中任何两个物体之间都互相吸引，引力大小与m1m2乘积成正比，与r2成反比，即。尽管这个推广是什么自然的，但仍要承受事实的直接或间

5、接的检验。本章后面的讨论说明，由此得出的结论与事实相符，于是它成为科学史上最伟大的定律之一万有引力定律。它于1687年发表在牛顿的传世之作?自然哲学的数学原理?中。万有引力定律清楚地向人们提醒，复杂运动的后面隐藏着简洁的科学规律，它明确地向人们宣告，天上和地上的物体都遵循着完全一样的科学法那么。万有引力定律的发现有着重要的物理意义：它对物理学、天文学的开展具有深远的影响；它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一起来；对科学文化开展起到了积极的推动作用，解放了人们的思想，给人们探究自然的奥秘建立了极大信心，人们有才能理解天地间的各种事物。注意：1此公式适用于可视为质点的两物体间的引力的计算。

6、1假如两物体间的间隔 远远大于物体本身大小，那么两物体看作质点; 2对于均匀球体，可视为质量集中于球心。2对于不能视为质点的物体，可以将物体无限分割成无数个点。3太阳对地球的吸引力与地球对太阳的吸引力哪个大？例1、由公式可知，当两物体间隔 趋向于0时,两物体之间的引力趋于无穷大。这种观点对吗？【解析】：当两物体间间隔 趋于0时，公式已不适用。例2、离地面某一高度h处的重力加速度是地球外表重力加速度的二分之一，那么高度h是地球半径的 倍。【解析】：地球外表上物体所受重力约等于地球对物体的引力，那么有，式中G为引力常量，M为地球质量，m为物体质量， R为轨道半径。离地面高度为h处，由题意知，两式相

7、消解得 例3、设地球的质量为，地球半径为，月球绕地球运转的轨道半径为，试证在地球引力的作用下：1地面上物体的重力加速度；2月球绕地球运转的加速度。【解析】：1利用在地球外表重力等于万有引力，即，2利用万有引力提供向心力，即， 答案：，例4、证明太阳系中各行星绕太阳公转周期的平方，与公转轨道半径的三次方的比值是与太阳质量有关的恒量。证明：设太阳质量为M，某行星质量为m，行星绕太阳公转周期为T，半径为R。轨道近似看作圆，万有引力提供行星公转的向心力而， 例5、地球半径为,地面附近的重力加速度为,试求在地面高度为处的重力加速度。【解析】：在地球外表附近，重力近似等于万有引力，即，当距地面处时，万有引

8、力提供向心力，四、引力常量牛顿得出了万有引力定律，但他却无法用这个公式来计算天体间的引力，因为他不知道引力常量G的值。直到一百多年后英国物理学家卡文迪许通过实验比较准确地测出了G值。根据公式可推出公式单位为。【单位】：卡文迪许扭秤实验1仪器：卡文迪许扭秤2原理：如图 mmmMRSr固定两个小球的T形架，可以使，之 间微小的万有引力产生较大的力矩，使石英丝产生一定角度的偏转,这是一次放大。m让光线射到平面镜M上，在M偏转角后，反射光线偏转2角。反射光点在刻度尺上挪动的弧长，增大，可增大，又一次“放大效应。测出，根据石英丝改变力矩跟改变角度的关系算出这时的改变力矩，进而求得万有引力F。观看动画：扭

9、秤；卡文迪许实验；桌面微小形变【牢记】：通常取G=6.67*10-11N*m2/kg2卡文迪许测出G值的意义：1. 证明了万有引力的存在。2. 使得万有引力定律有了实用价值。例6、要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，以下方法不可采用的是D A.使两物体的质量各减小一半，间隔 不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，间隔 不变C.使两物体间的间隔 增为原来的2倍，质量不变D.使两物体间的间隔 和质量都减为原来的1/4例7、半径为R,质量为M的均匀球体,在其内部挖去一个半径为R/2的小球,在间隔 大球圆心为L处有一个质量为为m的小球,求此两个球体之间的万有引力.【解析】：化不规那么为

10、规那么先补后割或先割后补,等效处理在没有挖去前，大球对m的万有引力为，该力等效于挖去的直径为R的小球对m的力和剩余不规那么部分对m的力这两个力的合力。那么设不规那么部分对m的引力为，有【问题】：为什么我们感觉不到旁边同学的引力呢？【解析】：下面我们粗略地来计算一下两个质量为50kg，相距0.5m的人之间的引力F=GMm/R2=6.67×10-7N【答案】:那么太阳与地球之间的万有引力又是多大？【解析】：太阳的质量为M=2.0×1030kg，地球质量为m=5.9×1024kg，日地之间的间隔 为R=1.5×1011m F=GMm/R2=3.5×1

11、023N五、万有引力与重力：一、理论：在赤道，向心力最大，重力最小；在两极，无向心力，重力最大；纬度越高，重力越大，g越大。老师范读的是阅读教学中不可缺少的部分，我常采用范读，让幼儿学习、模拟。如领读，我读一句，让幼儿读一句，边读边记；第二通读，我大声读，我大声读，幼儿小声读，边学边仿；第三赏读，我借用录好配朗读磁带，一边放录音，一边幼儿反复倾听，在反复倾听中体验、品味。二、计算中：因为物体自转向心加速度很小，与重力加速度相比可以忽略，即使是在赤道，向心加速度也只有0.034m/s2，而重力加速度为9.8m/s2。，离地越高，g越小。【牢记】：实际计算中忽略地球自转影响，近似认为物体受到的重力

12、就是地球对物体的万有引力。课堂练习语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章,还有不少名家名篇。假如有选择循序渐进地让学生背诵一些优秀篇目、精彩段落,对进步学生的程度会大有裨益。如今,不少语文老师在分析课文时,把文章解体的支离破碎,总在文章的技巧方面下功夫。结果老师费力,学生头疼。分析完之后,学生收效甚微,没过几天便忘的一干二净。造成这种事倍功半的为难场面的关键就是对文章读的不熟。常言道“书读百遍,其义自见,假如有目的、有方案地引导学生反复阅读课文,或细读、默读、跳读,或听读、范读、轮读、分角色朗读,学生便可以在读中自然领悟文章的思想内容和写作技巧,可以在读中自然加强语感,增强语言的感受力。久而

13、久之,这种思想内容、写作技巧和语感就会自然浸透到学生的语言意识之中,就会在写作中自觉不自觉地加以运用、创造和开展。家庭是幼儿语言活动的重要环境，为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作，孩子一入园就召开家长会，给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长，要求孩子回家向家长朗读儿歌，表演故事。我和家长共同配合，一道训练，幼儿的阅读才能进步很快。唐宋或更早之前，针对“经学“律学“算学和“书学各科目，其相应传授者称为“博士，这与当今“博士含义已经相去甚远。而对那些特别讲授“武事或讲解“经籍者，又称“讲师。“教授和“助教均原为学官称谓。前者始于宋，乃“宗学“律学“医学

14、“武学等科目的讲授者；而后者那么于西晋武帝时代即已设立了，主要协助国子、博士培养生徒。“助教在古代不仅要作入流的学问，其教书育人的职责也十清楚晰。唐代国子学、太学等所设之“助教一席，也是当朝打眼的学官。至明清两代，只设国子监国子学一科的“助教，其身价不谓显赫，也称得上朝廷要员。至此，无论是“博士“讲师，还是“教授“助教，其今日老师应具有的根本概念都具有了。学生考虑板书6.3 万有引力定律1、万有引力：宇宙间任何有质量的物体之间的互相作用2、万有引力定律：宇宙间的一切物体都是互相吸引的两个物体间的引力大小，跟他们之间质量的乘积成正比，跟它们的间隔 的平方成反比，式中所涉其它各量必须取国际单位制教