高中物理第六章萬有引力與航天6.3萬有引力定律教學案新人教版必修

1、6.3萬有引力定律班級_姓名_學號_學習目標: 1、了解萬有引力得出的思路和過程。2、理解萬有引力定律的含義并會推導萬有引力定律。3、理解地面上物體所受的重力與天體間的引力是同一性質的力，即服從平方反比定律的萬有引力。記住引力常量G并理解其內涵。4、要在思路上明確牛頓是在橢圓軌道下證明了萬有引力定律。5、翻閱資料詳細了解牛頓的“月地”檢驗。6、根據(jù)前面所學內容推導萬有引力定律的公式以加深記憶，理解其內容的含義。7、通過學習認識和借鑒科學的實驗方法，充實自己的頭腦，更好地去認識世界，提高科學的價值觀。學習重點: 掌握萬有引力定律的建立過程，掌握萬有引力定律的內容及表達公式學習難點: 1、對萬有引

2、力定律的理解.2、使學生能把地面上的物體所受的重力與天體間的引力是同性質的力聯(lián)系起來主要內容:（一）引入新課上節(jié)課我們推導出了太陽與行星間的引力規(guī)律，即。知道了行星為什么能夠繞太陽運轉而不會飛離太陽。那么大家想到過，是什么力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢？地球吸引物體的力與地球和太陽間的引力是同種性質的力嗎？還有，月球能夠繞地球運轉，說明月球與地球之間也一定存在著相互作用力，這個拉住月球使它繞地球運轉的力與地球對物體的引力是同一種力嗎？這節(jié)課我們就來深入研究這些問題。（二）進行新課1、月地檢驗教師活動：引導學生閱讀教材“月地檢驗”部分的內容，投影以下數(shù)據(jù)：地面附近的重力加速度g=9

3、.8m/s2，月球繞地球運動的周期為27.3天，地球半徑為R =6.4106m，試利用教材提供的信息，通過計算，證明課本上提出的假設，即地球對月球的力與地球使蘋果自由下落的力的是同一種力，都遵守“反平方”的規(guī)律。學生活動：閱讀課文，從課文中找出必要的信息，在練習本上進行定量計算。教師活動：投影學生的證明過程，一起點評。設質量為m的物體在月球的軌道上運動的加速度（月球公轉的向心加速度）為a，則，r=60R，得 代入數(shù)據(jù)解得 點評：引導學生定量計算，用無可辯駁的事實證明猜想的正確性，增強學生的理性認識。2、萬有引力定律教師活動：引導學生閱讀教材，思考問題： 1、把太陽與行星之間、地球與月球之間、地

4、球與地面物體之間的引力遵從的規(guī)律推廣到宇宙萬物之間，你覺得合適嗎？發(fā)表自己的見解。2、萬有引力定律的內容是什么？寫出表達式。并注明每個符號的單位和物理意義3、你認為萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有何深遠意義？學生活動：閱讀課本，思考問題，學生代表發(fā)表見解。教師活動：聽取學生匯報，點評總結。萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)有著重要的物理意義：它對物理學、天文學的發(fā)展具有深遠的影響；它把地面上物體運動的規(guī)律和天體運動的規(guī)律統(tǒng)一起來；對科學文化發(fā)展起到了積極的推動作用，解放了人們的思想，給人們探索自然的奧秘建立了極大信心，人們有能力理解天地間的各種事物。3、引力常量教師活動：引導學生閱讀教材，思考問題：1、測定引力常量有何意

5、義？2、引力常量是由哪位物理學家測出的，它的數(shù)值是多大？3、引力常量的測定有何實際意義？學生活動：閱讀課本，思考問題，學生代表發(fā)表見解。教師活動：聽取學生匯報，點評總結。牛頓在前人的基礎上，應用他超凡的數(shù)學才能，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卻沒能給出準確的引力常量，使萬有引力定律只有其理論意義，而無更多的實際意義。引力常量G的測出，使萬有引力定律具有了實際意義。（三）課堂總結、點評教師活動：讓學生概括總結本節(jié)的內容。請一個同學到黑板上總結，其他同學在筆記本上總結，然后請同學評價黑板上的小結內容。學生活動：認真總結概括本節(jié)內容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結和自己的小結，看誰的更好，好在什

6、么地方。點評：總結課堂內容，培養(yǎng)學生概括總結能力。教師要放開，讓學生自己總結所學內容，允許內容的順序不同，從而構建他們自己的知識框架。（四）實例探究例離地面某一高度h處的重力加速度是地球表面重力加速度的二分之一，則高度h是地球半徑的 倍。解析：地球表面上物體所受重力約等于地球對物體的引力，則有，式中G為引力常量，M為地球質量，m為物體質量， R為軌道半徑。離地面高度為h處，由題意知解得 即h 是地球半徑的倍點撥：對此類問題，應明確星球表面上物體受到的重力等于萬有引力（忽略星球自轉帶來的影響），從而進一步認識到g值隨高度的增加而減小。課堂練習1.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的1/4，下列辦法

7、不可采用的是（ D ）A.使兩物體的質量各減小一半，距離不變B.使其中一個物體的質量減小到原來的1/4，距離不變C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質量不變D.使兩物體間的距離和質量都減為原來的1/42.火星的半徑是地球半徑的一半，火星的質量約為地球質量的1/9；那么地球表面50 kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質量的物體受到火星吸引力的_2.25_倍.3.關于萬有引力定律的正確說法是（ B ）A.天體間萬有引力與它們的質量成正比，與它們之間的距離成反比B.任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小跟兩個物體的質量的乘積成正比，跟它們的距離的平方成反比C.萬有引力與質量、距離和萬有引力恒量

8、都成正比D.萬有引力定律對質量大的物體適用，對質量小的物體不適用4.如圖，兩球的半徑分別為r1和r2，且遠小于r，而球質量分布均勻，大小分別是m1和m2，則兩球間的萬有引力大小為（ D ）A.GB.GC.GD.G5.兩顆行星都繞太陽做勻速圓周運動，它們的質量之比m1m2=p，軌道半徑之比r1r2=q，則它們的公轉周期之比T1T2=_，它們受到太陽的引力之比F1F2=_ p/q2_.6.地球表面重力加速度g0=9.8 m/s2，忽略地球自轉的影響，在距離地面高度h=1.0103m的空中重力加速度g與g0的差值多大？取地球半徑R=6.37106 m.解析：不計地球自轉的影響，物體的重力等于物體所受

9、到地球的萬有引力，有mg=G，mg0=G所以=0.99969g=g0-g=3.04103 m/s2課后作業(yè)完成P38“問題與練習”中的問題。閱讀材料：萬有引力定律由來并普勒定律說明了行星運動的規(guī)律。很自然地會產生這樣一個問題：什么原因使行星沿著橢圓軌道運動?怎樣的力使行星運動遵從第二定律和第三定律呢?開普勒認為應該有某種原因存在著，他并且正確地指出太陽和行星會象磁鐵一樣互相吸引，他還認為這種作用和距離的一次方成反比。但在那個時候，科學還沒發(fā)達到徹底解決這個問題的水平，因此開普勒的這些深刻的思想不能得到進一步發(fā)展。此后半個世紀經(jīng)過包括牛頓本人在內的許多科學家如伽利略，惠更斯、虎克等人的努力，力學才得到充分的發(fā)展。牛頓集前人之大成，建立了運動公理。牛頓根據(jù)這些力學公理和力的合成法則，并應用他所創(chuàng)立的微積分數(shù)學方程推出了支配行星運動的力的性質。1665到1666年間牛頓發(fā)現(xiàn)，如某行星作勻速圓屬運動，根據(jù)開普勒第三定律，太陽對行星的引力與行星軌道半徑的平方成反比。1679年牛頓使用