【優(yōu)化方案】高中物理 第5章5.2 萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的 滬科必修2

5．2萬有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的整理課件

核心要點突破課堂互動講練課前自主學案知能優(yōu)化訓練5.2課標定位整理課件學習目標：1.了解人類對天體運動認識的發(fā)展史，理解開普勒三大定律．2．了解萬有引力定律得出的思路和過程．3．理解萬有引力及萬有引力定律的含義并會推導．重點難點：重點：1.行星運動的三大定律的內(nèi)容及理解．2．萬有引力定律的理解及應用．難點：萬有引力定律的推導及條件的理解．課標定位整理課件課前自主學案一、托勒密集古代天文學研究之大成公元150年，托勒密構筑了宇宙“___________”的九重天模型，他的這個模型能夠預報相當長時間內(nèi)的___________、_______和_____的發(fā)生等．二、哥白尼迎來了科學的春天1．波蘭天文學家哥白尼認為__________是宇宙的中心，地球和其他行星都繞_______做勻速圓周運動的學說，又稱“日心地動說”或“日心體系”．地心體系行星位置日食月食太陽太陽整理課件2．哥白尼運用他的模型，不僅算出了每顆行星繞太陽運行的_________，而且第一次算出了每顆行星到太陽的________．三、開普勒提出行星運動三定律1．第一定律(軌道定律)：所有行星圍繞太陽運動的軌道都是________，太陽處于所有橢圓的一個_____________上．2．第二定律(面積定律)：對于每一顆行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的________．周期距離橢圓公共焦點面積整理課件3．第三定律(周期定律)：所有行星軌道______________與__________________的比值都相等，用公式表示為__________.式中k是與行星無關的常量．開普勒三定律同樣適用于衛(wèi)星繞行星的運動，只是比值k的大小有所不同．半長軸的立方公轉周期的平方整理課件四、發(fā)現(xiàn)萬有引力的過程1．關于行星運動原因的猜想(1)英國的吉爾伯特猜想行星是靠太陽發(fā)出的_______維持繞日運動的；(2)法國數(shù)學家笛卡兒提出的________假設；(3)法國天文學家布利奧首先提出_________假設．磁力漩渦平方反比整理課件2．站在巨人肩上的牛頓(1)三大困難①困難之一：無數(shù)學工具解決曲線運動問題．②困難之二：缺乏理論工具計算天體各部分對行星產(chǎn)生力的總效果．③困難之三：眾多天體的引力和相互干擾問題無法解決．(2)牛頓利用________知識，運用______的概念，把龐大天體的質量集中于_______，提出了萬有引力定律．微積分質點球心整理課件吸引質量的乘積距離的二次方五、萬有引力定律1．內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都是相互______的，引力的大小跟這兩個物體的____________成正比，跟它們的_________________成反比．2．公式：________________，式中質量的單位用kg，距離的單位用m，力的單位用N，G為引力常量，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2.整理課件3．卡文迪許實驗英國物理學家卡文迪許利用________測出了引力常量．由于卡文迪許測出引力常量G，才使得________________有了真正的實用價值．知道G的值后，利用_________________便可計算天體的質量．扭秤萬有引力定律萬有引力定律整理課件思考感悟蘋果落向地球而不是地球向上碰到蘋果，是蘋果對地球的引力小于地球對蘋果的引力嗎？提示：蘋果與地球間的引力是大小相等的．由于地球質量大，不可能產(chǎn)生明顯的加速度．整理課件核心要點突破一、對開普勒三大定律的理解1．開普勒第一定律(軌道定律)：明確行星的軌道都是橢圓，但橢圓軌道都很接近圓．中學階段分析和處理天體運動時，可將行星的橢圓軌道簡化為圓軌道來處理．2．開普勒第二定律(面積定律)：指出對于每一個行星，其與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積．這一定律反映出同一顆行星在遠日點的速率小于近日點的速率．整理課件整理課件特別提醒：(1)k是一個與行星無關的常量，在不同的星系中k值不同，k值只與系統(tǒng)的中心天體有關．(2)T是公轉周期，不是自轉周期．整理課件即時應用(即時突破，小試牛刀)1．關于天體的運動軌道和相對位置，下列說法中正確的是(

)A．所有天體繞另一天體運動的軌跡均為橢圓B．人造地球衛(wèi)星的軌跡也應該是橢圓，而不同的人造地球衛(wèi)星橢圓軌道的焦點都是同一個C．太陽的位置總在太陽系中各大行星繞太陽運動軌道的焦點上，因此，太陽是絕對靜止的恒星D．任何中心天體與繞其運動的天體之間，相對位置是保持不變的整理課件解析：選AB.根據(jù)開普勒第一定律，即軌道定律，一個天體繞另一個天體運動時，繞行天體的軌跡都是橢圓，即使是人造天體——衛(wèi)星、航天器等也應如此，而且，中心天體位于各個橢圓軌道的焦點上．所以A、B正確．選項C錯在認為太陽是絕對靜止的恒星，宇宙萬物間，絕對靜止的物體和天體是不存在的．中心天體和繞其運動的天體的相對位置隨著環(huán)繞運動天體位置的變化而變化，不變的是中心天體始終位于橢圓軌道的焦點上，故D項是錯誤的．整理課件二、對萬有引力定律的理解1．萬有引力特點的理解(1)萬有引力存在于宇宙間任何有質量的兩個物體之間，是自然界中一種基本相互作用的規(guī)律．(2)兩個物體間的萬有引力是一對作用力與反作用力．2．對萬有引力定律的理解整理課件四性內(nèi)容普遍性萬有引力不僅存在于太陽與行星、地球與月球之間，宇宙間任何兩個有質量的物體之間都存在著這種相互吸引的力相互性兩個有質量的物體之間的萬有引力是一對作用力和反作用力，總是滿足大小相等，方向相反，作用在兩個物體上整理課件四性內(nèi)容宏觀性在地面上的一般物體之間，由于質量比較小，物體間的萬有引力比較小，與其他力比較可忽略不計，但在質量巨大的天體之間，或天體與其附近的物體之間，萬有引力起著決定性作用特殊性兩個物體之間的萬有引力只與它們本身的質量和它們間的距離有關，而與所在空間的性質無關，也與周圍是否存在其他物體及物體的運動狀態(tài)無關整理課件整理課件整理課件整理課件整理課件圖5－1－1整理課件整理課件整理課件整理課件即時應用(即時突破，小試牛刀)3．地球的半徑為6.37×106m，地球質量為5.98×1024kg，地球表面上質量為1.0kg的物體受到的地球的萬有引力是________N．若g＝9.8m/s2，物體受到的重力為________N，比較它們的差別________________________________________________________________________．整理課件答案：9.829

9.8在地球表面及其附近，物體受到的萬有引力近似等于物體的重力的大小整理課件課堂互動講練開普勒定律的應用類型一例1

飛船沿半徑為R的圓周繞地球運動，其周期為T，地球半徑為R0，如果飛船要返回地面，可在軌道上某點A處將速率降到適當數(shù)值，從而使飛船沿著以地心為焦點的橢圓軌道運動，橢圓與地球表面在B點相切，如圖5－1－2所示，求飛船由A點到B點所需的時間？圖5－1－2整理課件整理課件整理課件整理課件萬有引力定律的應用類型二例2 (2011年河南開封高一期末)如圖5－1－3所示，在距一質量為M、半徑為R、密度均勻的球體R處有一質量為m的質點，此時，M對m的萬有引力為F1.當從M中挖去一半徑為R/2的球體時，剩下部分對m的萬有引力為F2.則F1和F2的比是多少？圖5－1－3整理課