7-2万有引力定律（学案） -高中物理人教版（2019）必修第二册

第七章第2节万有引力定律学习目标：物理观念：（1）知道万有引力的内容、表达式和适用范围。（2）知道万有引力定律的公式中r的物理意义，了解引力常量G。科学思维：（1）理解万有引力定律的推导过程。（2）会用万有引力定律解决简单的引力计算问题。科学探究：通过万有引力定律的推导过程，认识在科学规律发现过程中大胆猜想与严格求证的重要性。科学态度与责任：（1）知道万有引力定律的发现是地球上的重物下落与天体运动完成了人类认识上的统一。（2）知道万有引力常量G的测定在科学史上的重大意义学习重点难点：重点：太阳与行星间引力的表达式难点：万有引力公式的推导及物理量的含义学习任务：任务1：各行星都围绕着太阳运行，说明太阳与行星之间的引力是使行星如此运动的主要原因。引力的大小和方向能确定吗？任务2：阅读课本P49行星与太阳间的引力，试推导万有引力公式。知识梳理：太阳对行星的引力行星绕太阳做近似匀速圆周运动时，需要的向心力由__________提供的。向心力的基本公式_______________。周期表示的向心力公式______________。代入开普勒第三定律后的表达式为____________________。思考：引力的大小与哪些因素有关？2、行星对太阳的引力根据牛顿第三定律：________________________________________向心力F、太阳的质量M、运行半径r之间的关系？太阳与行星间引力的表达式：_______________________思考：1、式中r的含义是什么？任务3：地球绕太阳运动，月球绕地球运动，它们之间的作用力是同一种性质的力吗？这种力与地球对树上苹果的吸引力也是同一种性质的力吗？任务4：试推导月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度与苹果的自由落体加速度的比值。知识梳理：月——地检验（1）猜想：维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力，同样遵从“平方反比”的规律。2．检验方法：(1)物体在月球轨道上运动时的加速度：a＝g。(2)月球围绕地球做匀速圆周运动的向心加速度：a=（用周期表示）。(3)对比结果：月球在轨道高度处的加速度近似等于月球的向心加速度。3．结论：。任务5：阅读课本P51——P53内容，完成以下问题（1）内容：（2）公式：（3）万有引力定律的适用条件万有引力定律适用于任意两个物体引力大小的计算。以下情况可以直接使用公式。①求两个质点间的万有引力：当两个物体间距离物体本身尺度时，物体可以看做，r表示两质点间距离。②求两个均匀球体间的万有引力，r表示球心距。思考：由公式可知，当两物体距离趋向于0时,两物体之间的引力趋于无穷大。这种观点对吗？任务6：阅读课本P53拓展学习（4）引力常量①G=②测定：英国物理学家在实验室比较精确的测出。任务7：总结万有引力的四个特性特性内容普遍性万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力相互性两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是满足大小相等，方向相反，作用在两个物体上宏观性地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用特殊性两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与它们所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关知识运用1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)公式F＝Geq\f(m太m,r2)中G是比例系数，与太阳、行星都没关系。 (）(2)在推导太阳与行星的引力公式时，用到了牛顿第二定律和牛顿第三定律。 ()(3)月球绕地球做圆周运动的向心力是由地球对它的引力产生的。 ()(4)由于太阳质量大于行星质量，故太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力。 ()2、对于万有引力的表达式，下列说法正确的是（）[来源:学*科*网]A．公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B．当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大[来源:学*科*网]C．M与m受到的引力总是大小相等的，与M、m是否相等无关D．M与m受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力3．两个质量均匀的球体，相距r，它们之间的万有引力为1×10－8N，若它们的质量、距离都增加为原来的两倍，则它们之间的万有引力为()A．4×10－8N B．1×10－8NC．2×10－8N D．8×10－8N4、(多选)关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是()A．由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大B．行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在从近日点向远日点运动时所受引力变小C．由F＝eq\f(GMm,r2)可知G＝eq\f(Fr2,Mm)，由此可见G与F和r2的乘积成正比，与M和m的乘积成反比D．行星绕太阳的椭圆轨道可近似看成圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力