高中物理人教版第六章万有引力与航天万有引力理论的成就 市获奖

安图一中物理教案时间：2023年月日课题§万有引力的成就课型新授课（1课时）教学目标1．知识与技能：(1)了解地球表面物体的万有引力两个分力的大小关系，计算地球质量；(2)行星绕恒星运动、卫星的运动的共同点：万有引力作为行星、卫星圆周运动的向心力，会用万有引力定律计算天体的质量；(3)了解万有引力定律在天文学上有重要应用。2．过程与方法：(1)培养学生根据数据分析找到事物的主要因素和次要因素的一般过程和方法；(2)培养学生根据事件的之间相似性采取类比方法分析新问题的能力与方法；(3)培养学生归纳总结建立模型的能力与方法。3．情感态度与价值观：(1)培养学生认真严禁的科学态度和大胆探究的心理品质；(2)体会物理学规律的简洁性和普适性，领略物理学的优美。教学重点、难点1．教学重点及其教学策略：重点：地球质量的计算、太阳等中心天体质量的计算教学策略：通过数据分析、类比思维、归纳总结建立模型来加深理解。2．教学难点及其教学策略：难点：根据已有条件求中心天体的质量教学策略：通过类比思维、归纳总结建立模型来加深理解。教学方法探究、讲授、讨论、练习教学手段教具准备录像资料、多媒体课件教学活动导入新课.万有引力常量的测出的物理意义.答：使万有引力定律有了其实际意义，可以求得地球的质量等.万有引力常量一经测出，万有引力定律对天文学的发展起了很大的推动作用，这节课我们来讨论万有引力定律在天文学上的应用.新课教学一、地球质量1、练习计算：《中华一题》已知：M地=m=R=求：（1）万有引力（2）物体随地球自转的向心力RMRMGθmwrF向F引2、了解地球表面物体的重力与地球对物体的万有引力的关系。多媒体投影图：物体m在纬度为θ的位置，万有引力指向地心，分解为两个分力：m随地球自转围绕地轴运动的向心力和重力。给出数据：地球半径R、纬度θ（取900）、地球自转周期T，计算两个分力的大小比值，引导学生得出结论：向心力远小于重力，万有引力大小近似等于重力。因此不考虑（忽略）地球自转的影响，地球质量：二、太阳质量应用万有引力可算出地球的质量，能否算出太阳的质量多提问：行星做圆周运动的向心力的来源是什么？继续提问：是否需要考虑九大行星之间的万有引力？总结：太阳质量远大于各个行星质量，高中阶段粗略计算，不考虑行星之间的万有引力。设中心天体太阳质量M，行星质量m，轨道半径r——也是行星与太阳的距离，行星公转角速度ω，公转周期T，则太阳质量与行星质量m无关。提问：不同行星与太阳的距离r和绕太阳公转的周期T都是各不相同的。但是不同行星的r、T计算出来的太阳质量必须是一样的！上面的公式能否保证这一点？同理，月亮围绕地球做圆周运动，根据前面的推导我们能否计算地球的质量？建立模型：通过围绕天体的运动半径和周期求中心天体的质量。多媒体投影木星行星围绕木星圆周运动，请学生思考如何测量木星的质量。三、发现未知天体请学生阅读课本“发现未知天体”。多媒体投影海王星、冥王星图片。本课小结：主要有两个基本知识：1、地球表面，不考虑（忽略）地球自转的影响，物体的重力近似等于重力地球质量2、建立模型求中心天体质量围绕天体做圆周运动的向心力为中心天体对围绕天体的万有引力，通过围绕天体的运动半径和周期求中心天体的质量。中心天体质量布置作业：书本《问题与练习》1-4。板书设计一、地球质量M地球表面，不考虑（忽略）地球自转的影响地球质量二、太阳质量——中心天体质量1、太阳质量M，行星质量m，轨道半径r——行星与太阳的距离，行星公转角速度ω，公转周期T，则太阳质量与行星质量m无关。2、建立模型求中心天体质量三.发现未知天体万有引力对研究天体运动有着重要的意义.海王星、冥王星就是这样发现的.请同学们推导：已知中心天体的质量及绕其运动的行星的运动情况，在太阳系中，行星绕太阳运动的半径r为：根据F万有引力=F向=,而F万有引力=,两式联立得：在18世纪发现的第七个行星——天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的有一定偏离.当时有人预测，肯定在其轨道外还有一颗未发现的新星.后来，亚当斯和勒维列在预言位置的附近找到了这颗新星.后来，科学家利用这一原理还发现了许多行星的卫星，由此可见，万有引力定律在天文学上的应用，有极为重要的意义.四、小结（用.ppt出示）这节课我们主要掌握的知识点是：1.万有引力定律在天文学中的应用，一般有两条思路：(1)F万有引力=环绕体所需的向心力(2)地面（或某星球表面）的物体的重力=F万有引力.2.了解万有引力定律在天文学中具有的重要意义.学生活动作业（一）课本P74（1）（3）（二）思考题：已知地球的半径为R，质量为M地，月球球心到地球球心的距离r月地=60R，r月地=×108米，月球绕地球运行周期T=天，地球对物体的重力加速度g０=9.8m/s板书设计第四节万有引力理论的成就一、1.天体质量的计算(只能求出中心体的质量)2.求某星体表面的重力加速度.(R为星体的半径)二、发现未知天体：（已知中心体的质量及环绕体的运动）教学后记课后习题1．在一次测定万有引力恒量的实验中，已知质量为0．8kg的球以1．3×10－10N的力吸引另一个质量为×10－3kg的球，这两个球相距4．0×10－2m，则万有引力恒量G为多少?已知地球表面重力加速度为9．8m／s2，地球半径为6练习巩固2．引力常量的数值是国物理学家利用装置在实验室中测得的．3．扭秤装置如图6—3－1所示，A是，B是，放人两个大质量的球M后，由于引力作用，T形架将旋转，当力矩和力矩相平衡时，利用光源、平面镜、米尺测出，求得万有引力F，再测出m、M和球心的距离r，即可求出引力常量G＝·4．引力常量的测出，所具有的重要意义是()A．实验方法在物理研究中的成功应用B．直接证明牛顿的万有引力是正确的C．使万有引力定律具有了实用价值D．证明了两球体间的万有引力很小5．引力常量很小，说明了（）A．万有引力很小B．万有引力很大C．只有当物体的质量大到—定程度，物体间才会有万有引力D．很难察觉到日常接触的物体间有万有引力，是因为它们的质量不很大6．关于引力常量，下列说法中正确的是()A．它在数值上等于两个质量各为lkg的质点相距lm时相互作用力的大小B．它适合于任何两个质点或天体之间的引力大小的计算C．它的数值首次由牛顿测出D．它的数值很小，说明万有引力非常小．可以忽略不汁7．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G，用以上各量表示地球的质量的式子是，表示地球平均密度的式子是·8．地核的体积约为整个地球体积的16％，地核的质量约为地球质量的：34％。经估算，地核的平均密度为kg/m3．(结果取两位有效数字。R地＝×106m；G＝×10－11N·m2/kg2，地球表面的重力加速度取10m／s9，在—次利用卡文迪许扭秤引则定引力常量的实验中，根据小镜N反射的光点在刻度尺上移动的距离求出金属丝的扭转力矩为2．4×10－10N·m，若T形架水平部分的总长度为1．2m，则M和m两小球间的引力大小为·10．已知太阳质量是2．0×1030kg，地球质量为6．0×1024kg，太阳和地球间的平均距离是1．5×101lm，万有引力恒量G＝6．7×10－11N·m2／kg2，那么地球和太阳间的万有引力人小为，已知拉断横截面积为1cm2的钢棒需要力6．7×104l1.试求两个质量都是50kg的人，在相距1m时所受到的万有引力．并求出这个力与50kg的人所受到重力的比值．12.某人的质量为50kg。若g取9．8m／s2，引力常量G＝6．67×10－11Nm2／kg2，地球半径R＝6．4×106(1)该人对地球的引力大小