人教版高中物理必修二第六章《萬(wàn)有引力與航天》課件

物理必修2第六章《萬(wàn)有引力與航天》物理必修2一、本章教材概述：（1）從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看，本章教材是應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的知識(shí)研究天體運(yùn)動(dòng)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律構(gòu)成了牛頓力學(xué)的核心內(nèi)容。本章前三節(jié)內(nèi)容充分展現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的科學(xué)過(guò)程，也向我們展現(xiàn)了前輩科學(xué)家富有創(chuàng)造而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。教學(xué)中可以充分利用這些材料進(jìn)行物理學(xué)史及物理研究方法教育，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。

“萬(wàn)有引力定律的成就”和“宇宙航行”向我們展示了科學(xué)帶給我們的成就；揭示了科學(xué)跟生活、社會(huì)的聯(lián)系是非常緊密的，航天正在改變著我們的日常生活。

“經(jīng)典力學(xué)的局限性”對(duì)經(jīng)典力學(xué)適用性進(jìn)行了總結(jié)。一、本章教材概述：（2）從物理方法的角度來(lái)看，本章的教學(xué)內(nèi)容滲透了科學(xué)探究的思想和方法，理想化模型的建立，從特殊經(jīng)過(guò)推理、猜想推廣到一般（即統(tǒng)一的思想）等.（2）從物理方法的角度來(lái)看，本章的教學(xué)內(nèi)容滲透了科學(xué)探究的思二、本章知識(shí)結(jié)構(gòu)開(kāi)普勒三定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律人造地球衛(wèi)星天體運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力定律天體質(zhì)量天體密度宇宙速度環(huán)繞速度運(yùn)行周期重力加速度同步衛(wèi)星雙星二、本章知識(shí)結(jié)構(gòu)開(kāi)普勒三定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律人造地球衛(wèi)星天體運(yùn)動(dòng)課時(shí)分配建議第一單元第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)1課時(shí)第二節(jié)太陽(yáng)與行星間的引力1課時(shí)第三節(jié)萬(wàn)有引力定律1課時(shí)萬(wàn)有引力定律的建立過(guò)程。第二單元第四節(jié)萬(wàn)有引力理論的成就第五節(jié)宇宙航行3課時(shí)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用和人類(lèi)航天第三單元第六節(jié)經(jīng)典力學(xué)的局限性1課時(shí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律的局限性復(fù)習(xí)總結(jié)1-2課時(shí)8-9課時(shí)三、教學(xué)建議課時(shí)分配建議第一第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)（A）第一單元的教材理解建立萬(wàn)有引力定律的過(guò)程遵循了運(yùn)動(dòng)到受力的過(guò)程，首先由行星的運(yùn)動(dòng)做為本章的切入點(diǎn)，向我們勾勒出一幅人類(lèi)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)、宇宙世界的認(rèn)識(shí)發(fā)展圖。（A）第一單元的教材理解建立萬(wàn)有引力定律的過(guò)程遵循了運(yùn)動(dòng)到受完成地心說(shuō)體系天文學(xué)家托勒密(約90—168)

創(chuàng)造了本輪（每個(gè)行星都沿著圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)圓叫本輪）、均輪（本輪的圓心環(huán)繞地球沿一個(gè)大圓運(yùn)動(dòng)，這個(gè)圓叫均輪）、偏心圓等幾何圖形，用它們表示星體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型（一）行星的運(yùn)動(dòng)“地心說(shuō)”的集大成者，生于埃及，父母都是希臘人。完成地心說(shuō)體系天文學(xué)家托勒密(約90—168)創(chuàng)造了本輪托勒密的地心宇宙托勒密的地心宇宙火星的逆行火星的逆行哥白尼哥白尼是15-16世紀(jì)的波蘭天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。日心說(shuō)哥白尼堅(jiān)信宇宙與自然是美的，而美的東西一定是簡(jiǎn)單與和諧的。哥白尼提出了日心說(shuō)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的觀察和計(jì)算完成了偉大著作《天體運(yùn)行論》。《天體運(yùn)行論》問(wèn)世以來(lái)，使人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生了巨大的飛躍，它的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了天文學(xué)的范圍，促使自然科學(xué)沖破了神學(xué)的束縛，加速前進(jìn)。哥白尼哥白尼是15-16世紀(jì)的波蘭天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。日心說(shuō)哥太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)在宇宙正中坐在其寶座上。日心宇宙太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)第谷第谷·布拉赫，丹麥著名天文學(xué)家，近代天文學(xué)的奠基人。第谷是一位杰出的觀測(cè)家，是著名天文學(xué)家開(kāi)普勒的導(dǎo)師。他在沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡的條件下進(jìn)行更為精確的觀察。托勒密觀察的準(zhǔn)確度達(dá)到十弧分，而第谷觀察的準(zhǔn)確度達(dá)到二弧分。大量天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的積累第谷第谷·布拉赫，丹麥著名天文學(xué)家，近代天文學(xué)的奠基人。第谷開(kāi)普勒，德國(guó)天文學(xué)家。利用第谷多年積累的觀測(cè)資料，仔細(xì)分析研究，發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運(yùn)行，并且提出行星運(yùn)動(dòng)三定律，被后人稱(chēng)為“天空立法者”。開(kāi)普勒主要著作有《宇宙的神秘》、《光學(xué)》、《宇宙和諧論》、《哥白尼天文學(xué)概要》、《彗星論》。開(kāi)普勒的多難人生開(kāi)普勒開(kāi)普勒三定律我曾測(cè)量天空，現(xiàn)在測(cè)量幽冥。靈魂飛向天國(guó)，肉體安息土中。

開(kāi)普勒，德國(guó)天文學(xué)家。利用第谷多年積累的觀測(cè)資料，仔細(xì)分析研開(kāi)普勒第二定律（等面積定律）

對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。推論：行星運(yùn)動(dòng)是不等速的，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度小，近日點(diǎn)的速度大開(kāi)普勒三定律開(kāi)普勒第二定律（等面積定律）對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)在開(kāi)普勒對(duì)火星軌道的研究中，70余次的嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有至少8分的角度偏差。8分的角度偏差，是測(cè)量誤差還是另有玄機(jī)？在開(kāi)普勒對(duì)火星軌道的研究中，70余次的嘗試所得的結(jié)果都與第谷開(kāi)普勒第一定律（橢圓軌道定律）

所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開(kāi)普勒三定律開(kāi)普勒第一定律（橢圓軌道定律）所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌開(kāi)普勒遇到的困難：太陽(yáng)占據(jù)一個(gè)焦點(diǎn)，另一個(gè)焦點(diǎn)上什么也沒(méi)有，破壞了軌道的對(duì)稱(chēng)性。卵形線(xiàn)橢圓開(kāi)普勒遇到的困難：太陽(yáng)占據(jù)一個(gè)焦點(diǎn)，另一個(gè)焦點(diǎn)上什么也沒(méi)有，開(kāi)普勒第三定律（和諧定律）

所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。開(kāi)普勒三定律開(kāi)普勒認(rèn)為，各個(gè)行星都沿橢圓軌道，以勻面積速度運(yùn)行不是偶然的，必有某種更普遍的規(guī)律聯(lián)系著太陽(yáng)系的所有行星的運(yùn)動(dòng)，只有發(fā)現(xiàn)各個(gè)行星運(yùn)動(dòng)之間存在的統(tǒng)一關(guān)系，才可以建立一個(gè)太陽(yáng)系的整體模型，從而揭示出宇宙的和諧與一致。開(kāi)普勒第三定律（和諧定律）所有行星的軌道的半開(kāi)普勒關(guān)于天文學(xué)研究方法的特點(diǎn)：（1）尊重觀察到的客觀事實(shí)（2）用數(shù)學(xué)公式來(lái)表達(dá)物理定律（3）不僅從事運(yùn)動(dòng)學(xué)研究還從事天體力學(xué)的研究開(kāi)普勒對(duì)天上運(yùn)動(dòng)的研究與伽利略對(duì)地上運(yùn)動(dòng)的研究一起為牛頓定律及其世界體系的建立奠定了基礎(chǔ)。開(kāi)普勒關(guān)于天文學(xué)研究方法的特點(diǎn)：伽利略（1564－1642）

托勒密(約90—168)哥白尼（1473—1543）第谷（1546—1601）開(kāi)普勒（1571-1630）笛卡爾（1596-1650）牛頓（1643—1727）胡克（1635－1703）哈雷（1656-1742）卡文迪許（1731-1810）

伽利略（1564－1642）托勒密(約90—168)哥白科學(xué)精神的熏陶在合作中共同推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展分享：分享觀點(diǎn)；分享數(shù)據(jù)

質(zhì)疑：質(zhì)疑繁瑣的表達(dá)以事實(shí)為基礎(chǔ)，質(zhì)疑前人的理論科學(xué)本質(zhì)理解：科學(xué)的發(fā)展；科學(xué)知識(shí)表述的簡(jiǎn)潔、和諧等科學(xué)精神的熏陶在合作中共同推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展科學(xué)本質(zhì)理解：科學(xué)的（二）萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)

從行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律到萬(wàn)有引力定律，是極好的科學(xué)過(guò)程教育素材，應(yīng)該向?qū)W生展示這一過(guò)程。（1）簡(jiǎn)化：把行星繞太陽(yáng)所作的橢圓運(yùn)動(dòng)近似的視為圓運(yùn)動(dòng)（2）規(guī)律：根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律寫(xiě)出動(dòng)力學(xué)方程（3）周期：注意到圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速度與周期間的關(guān)系（二）萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)從行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律到萬(wàn)有引力定律，是極（4）向心力表達(dá)式：

代入動(dòng)力學(xué)方程，得

（5）開(kāi)普勒第三定律

（6）表明：太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成反比。r與T之間的相關(guān)性，消T（4）向心力表達(dá)式：代入動(dòng)力學(xué)方程，得（5）開(kāi)普勒第三定（7）從相互作用的角度來(lái)看（對(duì)稱(chēng)性的觀念），太陽(yáng)吸引行星，行星也吸引太陽(yáng)，就行星對(duì)太陽(yáng)的引力來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)是受力星體。因此有(8)由牛頓第三定律可得：寫(xiě)成等式G是比例系數(shù)，與太陽(yáng)、行星都沒(méi)有關(guān)系（牛頓第三定律在這里做了拓展，用到了天上，這也是牛頓大膽的想法）（7）從相互作用的角度來(lái)看（對(duì)稱(chēng)性的觀念），太陽(yáng)吸引行星，（9）月-地檢驗(yàn)假定維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋(píng)果下落的力真是同一種力，同樣遵從“平方反比”的規(guī)律，那么，由于月球軌道半徑約為地球半徑的60倍，所以月球軌道上一個(gè)物體受到的引力，比它在地面附近時(shí)受到的引力要小，前者只有后者的根據(jù)牛頓第二定律，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度也就應(yīng)該大約是它在地面附近下落時(shí)的加速度的。（9）月-地檢驗(yàn)假定維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋(píng)果下落的力計(jì)算過(guò)程：計(jì)算過(guò)程：（10）推而廣之：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線(xiàn)上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比，即式中質(zhì)量單位用kg，距離的單位用m，力的單位用N。G是比例系數(shù)，叫做引力常量。注：普適性、相互性、宏觀性r為兩質(zhì)點(diǎn)或兩球心間的距離（10）推而廣之：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向萬(wàn)有引力定律的意義：在牛頓以前，無(wú)論是東方還是西方，天與地的區(qū)分是根深蒂固的。沒(méi)有任何一項(xiàng)成果能說(shuō)明天上運(yùn)動(dòng)與地上運(yùn)動(dòng)服從相同的規(guī)律。萬(wàn)有引力定律體現(xiàn)了天上運(yùn)動(dòng)與地上運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性，它把開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)和伽利略的落體與拋體運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一了，從而天體運(yùn)動(dòng)納入到根據(jù)地面上的實(shí)驗(yàn)得出的力學(xué)原理之中。這是物理學(xué)史上第一次偉大的綜合，也是人類(lèi)認(rèn)識(shí)上一次巨大的飛躍。萬(wàn)有引力定律的意義：（11）學(xué)生對(duì)定律理解的疑難辨析：辨析1：既然任何兩個(gè)物體間都存在引力，為什么當(dāng)放在水平地面上的木塊A和木塊B很接近時(shí)，它們并沒(méi)有吸在一起？

答：由于木塊的質(zhì)量相對(duì)于地球的質(zhì)量而言非常小，因此兩木塊很接近時(shí)盡管距離不大，但它們間的引力是相當(dāng)小的，不足以克服地面對(duì)木塊的最大靜摩擦力，兩木塊不能吸在一起。（11）學(xué)生對(duì)定律理解的疑難辨析：辨析2：由萬(wàn)有引力定律公式

可知，當(dāng)

時(shí)，

。這個(gè)結(jié)論對(duì)嗎？答：這個(gè)結(jié)論不對(duì)！萬(wàn)有引力定律公式

只適用于求兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)（或兩個(gè)物體均可視為質(zhì)點(diǎn)）之間的萬(wàn)有引力（若兩個(gè)物體不能視為質(zhì)點(diǎn)，則要將它們分割成許多小塊（質(zhì)點(diǎn)），然后用此式去計(jì)算每一對(duì)小塊間的引力，最后將其中一個(gè)物體所受的各個(gè)引力進(jìn)行矢量合成）。當(dāng)

時(shí)就不能將兩個(gè)物體視為質(zhì)點(diǎn)了！我們不能將物理問(wèn)題純數(shù)學(xué)化！辨析2：由萬(wàn)有引力定律公式可知，當(dāng)時(shí)，辨析3：圖中，A、B均為勻質(zhì)實(shí)心球，質(zhì)量分別為mA

和mB

，半徑分別為rA

、rB

，兩球面的最近距離為r，r雖大于rA

和rB

，但兩球半徑均不可忽略，怎樣求A、B兩球間萬(wàn)有引力的大??？（引力常量為G）

答：兩個(gè)勻質(zhì)實(shí)心球間的萬(wàn)有引力等效于把兩球體的質(zhì)量分別集中于各自的球心的質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力。所以A、B間萬(wàn)有引力的大小為

辨析3：圖中，A、B均為勻質(zhì)實(shí)心球，質(zhì)量分別為mA和m（12）引力常量的測(cè)定：1798年，卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)距離發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律已經(jīng)過(guò)了100多年rFrFmm′mm′（12）引力常量的測(cè)定：1798年，卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)距離發(fā)現(xiàn)卡文迪許實(shí)驗(yàn)的重要意義：證明了萬(wàn)有引力的存在；使萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值；標(biāo)志著力學(xué)實(shí)驗(yàn)精密程度的提高，開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量弱引力的新時(shí)代。該實(shí)驗(yàn)也被稱(chēng)作“最美麗”的十大物理實(shí)驗(yàn)之一?？ㄎ牡显S實(shí)驗(yàn)的物理思想和科學(xué)方法：扭秤裝置把微小力轉(zhuǎn)變成力矩來(lái)反映（一次放大），扭轉(zhuǎn)角度又通過(guò)光標(biāo)的移動(dòng)來(lái)反映（二次放大）。從而確定物體間的萬(wàn)有引力?？ㄎ牡显S實(shí)驗(yàn)的重要意義：卡文迪許實(shí)驗(yàn)的物理思想和科學(xué)方法：（一）萬(wàn)有引力的成就（1）計(jì)算天體的質(zhì)量解決思路：天體間的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力(B)第二單元的教材理解情況一：利用環(huán)繞天體的運(yùn)動(dòng)來(lái)求中心天體的質(zhì)量（一）萬(wàn)有引力的成就（1）計(jì)算天體的質(zhì)量解決思路：天體間的情況二：利用行星表面的重力加速度求行星質(zhì)量情況二：利用行星表面的重力加速度求行星質(zhì)量（2）發(fā)現(xiàn)未知天體：海王星和冥王星（3）雙星相同的角速度、周期向心力大小相等（2）發(fā)現(xiàn)未知天體：海王星和冥王星（3）雙星相同的角速度、（二）宇宙航行（1）地球：利用地球儀講清：經(jīng)度、緯度、地軸、自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)（二）宇宙航行（1）地球：（二）宇宙航行（2）人造衛(wèi)星宇宙速度衛(wèi)星的發(fā)射原理（牛頓設(shè)想圖）第一宇宙速度的推導(dǎo)第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度是衛(wèi)星繞地運(yùn)行的最大速度（二）宇宙航行（2）人造衛(wèi)星宇宙速度衛(wèi)星的發(fā)射原理（牛頓對(duì)三個(gè)宇宙速度的認(rèn)識(shí)

第一宇宙速度：從地球表面發(fā)射的能環(huán)繞地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造星體所需要的發(fā)射速度。第二宇宙速度：從地球表面發(fā)射的能夠脫離地球引力的人造星體所需要的最小發(fā)射速度。第三宇宙速度：從地球表面發(fā)射的能夠脫離太陽(yáng)引力的人造星體所需要的最小發(fā)射速度。對(duì)發(fā)射速度的理解：星體脫離火箭時(shí)的速度為發(fā)射速度。要與衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)行速度區(qū)分開(kāi)。（二）宇宙航行對(duì)三個(gè)宇宙速度的認(rèn)識(shí)對(duì)發(fā)射速度的理解：星體脫離火箭時(shí)的速度為（二）宇宙航行（3）地球人造衛(wèi)星軌道：衛(wèi)星軌道的高度：高軌道中軌道低軌道（近地軌道）一般的分類(lèi)：赤道軌道、極地軌道、傾斜軌道（二）宇宙航行（3）地球人造衛(wèi)星軌道：衛(wèi)星軌道的高度：一般的（4）地球同步靜止衛(wèi)星——

與地球保持相對(duì)靜止六個(gè)一定：周期、軌道平面、半徑（高度）、線(xiàn)速度、角速度、加速度三個(gè)不一定：質(zhì)量、動(dòng)能、勢(shì)能每3°一顆，共120顆（二）宇宙航行（4）地球同步靜止衛(wèi)星——與地球保持相對(duì)靜止六個(gè)一定：周（5）人造衛(wèi)星的發(fā)射（了解）：人造地球衛(wèi)星由運(yùn)載火箭發(fā)射入軌。從發(fā)射點(diǎn)到入軌點(diǎn)的飛行軌跡叫發(fā)射軌道。發(fā)射軌道包括垂直起飛段、程序轉(zhuǎn)彎段和入軌段。垂直起飛段和程序轉(zhuǎn)彎段都大同小異，但入軌段根據(jù)軌道高度的不同有直接入軌、滑行入軌和過(guò)渡轉(zhuǎn)移入軌之分。

要將同步衛(wèi)星發(fā)射到同步軌道上，卻是相當(dāng)困難和復(fù)雜的。不能將衛(wèi)星直接送到同步軌道上，必須分為三個(gè)階段才能入軌。（二）宇宙航行發(fā)射衛(wèi)星的視頻、動(dòng)畫(huà)（5）人造衛(wèi)星的發(fā)射（了解）：（二）宇宙航行發(fā)射衛(wèi)星的視頻、第一步：運(yùn)載火箭將衛(wèi)星送到停泊軌道；第二步：衛(wèi)星從停泊軌道到轉(zhuǎn)移軌道第三步：衛(wèi)星從轉(zhuǎn)移軌道到同步軌道推薦一部電影《地心引力》（二）宇宙航行第一步：運(yùn)載火箭將衛(wèi)星送到停泊軌道；推薦一部電影（二）宇宙航（C）第三單元的理解

經(jīng)典力學(xué)局限性

從宏觀到微觀----量子力學(xué)從低速到高速----狹義相對(duì)論從弱引力到強(qiáng)引力----廣義相對(duì)論加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)（C）第三單元的理解

經(jīng)典力學(xué)局限性從宏觀到微觀四、本章教學(xué)中的幾點(diǎn)注意（1）慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量慣性質(zhì)量：牛頓第二定律公式中的質(zhì)量稱(chēng)為慣性質(zhì)量，它是物體慣性的量度，用慣性秤可以確定物體的慣性質(zhì)量詳見(jiàn)教參第83頁(yè)四、本章教學(xué)中的幾點(diǎn)注意（1）慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量慣性質(zhì)量：牛引力質(zhì)量：萬(wàn)有引力定律公式中的質(zhì)量稱(chēng)為引力質(zhì)量，它表示物體產(chǎn)生引力場(chǎng)或引力作用的本領(lǐng)，一般用天平稱(chēng)得的物體質(zhì)量就是物體的引力質(zhì)量。關(guān)系：慣性質(zhì)量是量度物體慣性的大??；引力質(zhì)量是量度物體與其他物體相互吸引的能力。地球以重力吸引石頭而對(duì)其慣性質(zhì)量毫無(wú)所知。地球的“召喚”力與引力質(zhì)量有關(guān)，而石頭所“回答”的運(yùn)動(dòng)則與慣性質(zhì)量有關(guān)。愛(ài)因斯坦：引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量具有等同性引力質(zhì)量：萬(wàn)有引力定律公式中的質(zhì)量稱(chēng)為引力質(zhì)量，它表示物體產(chǎn)（2）在研究地-月系統(tǒng)時(shí)，沒(méi)有考慮太陽(yáng)對(duì)月球的影響錯(cuò)誤觀點(diǎn)：太陽(yáng)與月球的距離遠(yuǎn)大于地球與月球的距離，因此太陽(yáng)對(duì)月球的吸引力遠(yuǎn)小于地球?qū)υ虑虻奈?，二者相比，可以忽略太?yáng)對(duì)月球的引力。（2）在研究地-月系統(tǒng)時(shí)，沒(méi)有考慮太陽(yáng)對(duì)月球的影響錯(cuò)誤觀點(diǎn)：教參觀點(diǎn)：原因在于太陽(yáng)對(duì)月球的作用效果與太陽(yáng)對(duì)地球的作用效果是完全一樣的。這就是說(shuō)假如地球和月球之間沒(méi)有引力作用，那么，在太陽(yáng)引力作用下，地球和月球的軌道完全一樣，在地球上來(lái)看，月球和地球的相對(duì)位置始終保持不變，好像根本不存在太陽(yáng)的作用。（詳見(jiàn)教參第84頁(yè)）教參觀點(diǎn)：原因在于太陽(yáng)對(duì)月球的作用效果與太陽(yáng)對(duì)地球的作用效果太陽(yáng)太陽(yáng)五、本章習(xí)題(1)有關(guān)天體質(zhì)量、密度、速度、周期、加速度等問(wèn)題1、土星周?chē)性S多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動(dòng)可視為圓周運(yùn)動(dòng)。其中有兩個(gè)巖石顆粒A和B與土星中心距離分別為和。忽略所有巖石顆粒間的相互作用。(結(jié)果可用根式表示)（1）求巖石顆粒A和B的線(xiàn)速度之比；（2）求巖石顆粒A和B的周期之比；（3）土星探測(cè)器上有一物體，在地球上重為10N，推算出它在距土星中心處受到土星的引力為0.38N。已知地球半徑為，請(qǐng)估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍。五、本章習(xí)題(1)有關(guān)天體質(zhì)量、密度、速度、周期、加速度等問(wèn)解：（1）巖石顆粒圍繞土星中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，土星對(duì)其的萬(wàn)有引力做向心力，可得：

，所以（2）巖石顆粒圍繞土星中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可得：解：（1）巖石顆粒圍繞土星中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，土星對(duì)其的萬(wàn)有（3）物體在地球上的重力物體在土星上的引力所以（3）物體在地球上的重力物體在土星上的引力所以2、經(jīng)天文學(xué)家觀察，太陽(yáng)在繞著銀河系中心圓形軌道上運(yùn)動(dòng)，軌道半徑約為，轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間約為。太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是來(lái)自它軌道內(nèi)側(cè)的大量星體的引力，可以把這些星體的全部質(zhì)量看作集中在銀河系中心來(lái)處理問(wèn)題。求：（1）從給出的數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算太陽(yáng)軌道內(nèi)側(cè)這些星體的總質(zhì)量Ｍ（2）太陽(yáng)在圓周運(yùn)動(dòng)軌道上的加速度a人教版高中物理必修二第六章《萬(wàn)有引力與航天》課件（1）設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為m，軌道半徑為R，周期為T(mén)

星體對(duì)太陽(yáng)的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力

得（2）太陽(yáng)在圓周運(yùn)動(dòng)軌道上的加速度就是太陽(yáng)的向心加速度，所以有（1）設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為m，軌道半徑為R，周期為T(mén)

3．發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)（如圖），則衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是(BD)A．衛(wèi)星在軌道3上的線(xiàn)速度大于在軌道1上的線(xiàn)速度B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度12PQ3（2）衛(wèi)星軌道問(wèn)題3．發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)4、一物體靜置在平均密度為ρ的球形天體表面的赤道上。已知萬(wàn)有引力常量為G，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為（D）A．B．

C．D．

（3）自轉(zhuǎn)周期問(wèn)題4、一物體靜置在平均密度為ρ的球形天體表面的赤道上。已知萬(wàn)有解：解：謝謝！人教版高中物理必修二第六章《萬(wàn)有引力與航天》課件物理必修2第六章《萬(wàn)有引力與航天》物理必修2一、本章教材概述：（1）從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看，本章教材是應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的知識(shí)研究天體運(yùn)動(dòng)。牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律構(gòu)成了牛頓力學(xué)的核心內(nèi)容。本章前三節(jié)內(nèi)容充分展現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的科學(xué)過(guò)程，也向我們展現(xiàn)了前輩科學(xué)家富有創(chuàng)造而又嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維。教學(xué)中可以充分利用這些材料進(jìn)行物理學(xué)史及物理研究方法教育，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力。

“萬(wàn)有引力定律的成就”和“宇宙航行”向我們展示了科學(xué)帶給我們的成就；揭示了科學(xué)跟生活、社會(huì)的聯(lián)系是非常緊密的，航天正在改變著我們的日常生活。

“經(jīng)典力學(xué)的局限性”對(duì)經(jīng)典力學(xué)適用性進(jìn)行了總結(jié)。一、本章教材概述：（2）從物理方法的角度來(lái)看，本章的教學(xué)內(nèi)容滲透了科學(xué)探究的思想和方法，理想化模型的建立，從特殊經(jīng)過(guò)推理、猜想推廣到一般（即統(tǒng)一的思想）等.（2）從物理方法的角度來(lái)看，本章的教學(xué)內(nèi)容滲透了科學(xué)探究的思二、本章知識(shí)結(jié)構(gòu)開(kāi)普勒三定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律人造地球衛(wèi)星天體運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力定律天體質(zhì)量天體密度宇宙速度環(huán)繞速度運(yùn)行周期重力加速度同步衛(wèi)星雙星二、本章知識(shí)結(jié)構(gòu)開(kāi)普勒三定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律人造地球衛(wèi)星天體運(yùn)動(dòng)課時(shí)分配建議第一單元第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)1課時(shí)第二節(jié)太陽(yáng)與行星間的引力1課時(shí)第三節(jié)萬(wàn)有引力定律1課時(shí)萬(wàn)有引力定律的建立過(guò)程。第二單元第四節(jié)萬(wàn)有引力理論的成就第五節(jié)宇宙航行3課時(shí)萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用和人類(lèi)航天第三單元第六節(jié)經(jīng)典力學(xué)的局限性1課時(shí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律的局限性復(fù)習(xí)總結(jié)1-2課時(shí)8-9課時(shí)三、教學(xué)建議課時(shí)分配建議第一第一節(jié)行星的運(yùn)動(dòng)（A）第一單元的教材理解建立萬(wàn)有引力定律的過(guò)程遵循了運(yùn)動(dòng)到受力的過(guò)程，首先由行星的運(yùn)動(dòng)做為本章的切入點(diǎn)，向我們勾勒出一幅人類(lèi)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)、宇宙世界的認(rèn)識(shí)發(fā)展圖。（A）第一單元的教材理解建立萬(wàn)有引力定律的過(guò)程遵循了運(yùn)動(dòng)到受完成地心說(shuō)體系天文學(xué)家托勒密(約90—168)

創(chuàng)造了本輪（每個(gè)行星都沿著圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)圓叫本輪）、均輪（本輪的圓心環(huán)繞地球沿一個(gè)大圓運(yùn)動(dòng)，這個(gè)圓叫均輪）、偏心圓等幾何圖形，用它們表示星體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型（一）行星的運(yùn)動(dòng)“地心說(shuō)”的集大成者，生于埃及，父母都是希臘人。完成地心說(shuō)體系天文學(xué)家托勒密(約90—168)創(chuàng)造了本輪托勒密的地心宇宙托勒密的地心宇宙火星的逆行火星的逆行哥白尼哥白尼是15-16世紀(jì)的波蘭天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。日心說(shuō)哥白尼堅(jiān)信宇宙與自然是美的，而美的東西一定是簡(jiǎn)單與和諧的。哥白尼提出了日心說(shuō)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的觀察和計(jì)算完成了偉大著作《天體運(yùn)行論》?！短祗w運(yùn)行論》問(wèn)世以來(lái)，使人們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)產(chǎn)生了巨大的飛躍，它的作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了天文學(xué)的范圍，促使自然科學(xué)沖破了神學(xué)的束縛，加速前進(jìn)。哥白尼哥白尼是15-16世紀(jì)的波蘭天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家。日心說(shuō)哥太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)在宇宙正中坐在其寶座上。日心宇宙太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其他行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)第谷第谷·布拉赫，丹麥著名天文學(xué)家，近代天文學(xué)的奠基人。第谷是一位杰出的觀測(cè)家，是著名天文學(xué)家開(kāi)普勒的導(dǎo)師。他在沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡的條件下進(jìn)行更為精確的觀察。托勒密觀察的準(zhǔn)確度達(dá)到十弧分，而第谷觀察的準(zhǔn)確度達(dá)到二弧分。大量天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的積累第谷第谷·布拉赫，丹麥著名天文學(xué)家，近代天文學(xué)的奠基人。第谷開(kāi)普勒，德國(guó)天文學(xué)家。利用第谷多年積累的觀測(cè)資料，仔細(xì)分析研究，發(fā)現(xiàn)了行星沿橢圓軌道運(yùn)行，并且提出行星運(yùn)動(dòng)三定律，被后人稱(chēng)為“天空立法者”。開(kāi)普勒主要著作有《宇宙的神秘》、《光學(xué)》、《宇宙和諧論》、《哥白尼天文學(xué)概要》、《彗星論》。開(kāi)普勒的多難人生開(kāi)普勒開(kāi)普勒三定律我曾測(cè)量天空，現(xiàn)在測(cè)量幽冥。靈魂飛向天國(guó)，肉體安息土中。

開(kāi)普勒，德國(guó)天文學(xué)家。利用第谷多年積累的觀測(cè)資料，仔細(xì)分析研開(kāi)普勒第二定律（等面積定律）

對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。推論：行星運(yùn)動(dòng)是不等速的，在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度小，近日點(diǎn)的速度大開(kāi)普勒三定律開(kāi)普勒第二定律（等面積定律）對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)在開(kāi)普勒對(duì)火星軌道的研究中，70余次的嘗試所得的結(jié)果都與第谷的觀測(cè)數(shù)據(jù)有至少8分的角度偏差。8分的角度偏差，是測(cè)量誤差還是另有玄機(jī)？在開(kāi)普勒對(duì)火星軌道的研究中，70余次的嘗試所得的結(jié)果都與第谷開(kāi)普勒第一定律（橢圓軌道定律）

所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。開(kāi)普勒三定律開(kāi)普勒第一定律（橢圓軌道定律）所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌開(kāi)普勒遇到的困難：太陽(yáng)占據(jù)一個(gè)焦點(diǎn)，另一個(gè)焦點(diǎn)上什么也沒(méi)有，破壞了軌道的對(duì)稱(chēng)性。卵形線(xiàn)橢圓開(kāi)普勒遇到的困難：太陽(yáng)占據(jù)一個(gè)焦點(diǎn)，另一個(gè)焦點(diǎn)上什么也沒(méi)有，開(kāi)普勒第三定律（和諧定律）

所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。開(kāi)普勒三定律開(kāi)普勒認(rèn)為，各個(gè)行星都沿橢圓軌道，以勻面積速度運(yùn)行不是偶然的，必有某種更普遍的規(guī)律聯(lián)系著太陽(yáng)系的所有行星的運(yùn)動(dòng)，只有發(fā)現(xiàn)各個(gè)行星運(yùn)動(dòng)之間存在的統(tǒng)一關(guān)系，才可以建立一個(gè)太陽(yáng)系的整體模型，從而揭示出宇宙的和諧與一致。開(kāi)普勒第三定律（和諧定律）所有行星的軌道的半開(kāi)普勒關(guān)于天文學(xué)研究方法的特點(diǎn)：（1）尊重觀察到的客觀事實(shí)（2）用數(shù)學(xué)公式來(lái)表達(dá)物理定律（3）不僅從事運(yùn)動(dòng)學(xué)研究還從事天體力學(xué)的研究開(kāi)普勒對(duì)天上運(yùn)動(dòng)的研究與伽利略對(duì)地上運(yùn)動(dòng)的研究一起為牛頓定律及其世界體系的建立奠定了基礎(chǔ)。開(kāi)普勒關(guān)于天文學(xué)研究方法的特點(diǎn)：伽利略（1564－1642）

托勒密(約90—168)哥白尼（1473—1543）第谷（1546—1601）開(kāi)普勒（1571-1630）笛卡爾（1596-1650）牛頓（1643—1727）胡克（1635－1703）哈雷（1656-1742）卡文迪許（1731-1810）

伽利略（1564－1642）托勒密(約90—168)哥白科學(xué)精神的熏陶在合作中共同推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展分享：分享觀點(diǎn)；分享數(shù)據(jù)

質(zhì)疑：質(zhì)疑繁瑣的表達(dá)以事實(shí)為基礎(chǔ)，質(zhì)疑前人的理論科學(xué)本質(zhì)理解：科學(xué)的發(fā)展；科學(xué)知識(shí)表述的簡(jiǎn)潔、和諧等科學(xué)精神的熏陶在合作中共同推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展科學(xué)本質(zhì)理解：科學(xué)的（二）萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)

從行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律到萬(wàn)有引力定律，是極好的科學(xué)過(guò)程教育素材，應(yīng)該向?qū)W生展示這一過(guò)程。（1）簡(jiǎn)化：把行星繞太陽(yáng)所作的橢圓運(yùn)動(dòng)近似的視為圓運(yùn)動(dòng)（2）規(guī)律：根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的相關(guān)規(guī)律寫(xiě)出動(dòng)力學(xué)方程（3）周期：注意到圓周運(yùn)動(dòng)線(xiàn)速度與周期間的關(guān)系（二）萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)從行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律到萬(wàn)有引力定律，是極（4）向心力表達(dá)式：

代入動(dòng)力學(xué)方程，得

（5）開(kāi)普勒第三定律

（6）表明：太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成反比。r與T之間的相關(guān)性，消T（4）向心力表達(dá)式：代入動(dòng)力學(xué)方程，得（5）開(kāi)普勒第三定（7）從相互作用的角度來(lái)看（對(duì)稱(chēng)性的觀念），太陽(yáng)吸引行星，行星也吸引太陽(yáng)，就行星對(duì)太陽(yáng)的引力來(lái)說(shuō)，太陽(yáng)是受力星體。因此有(8)由牛頓第三定律可得：寫(xiě)成等式G是比例系數(shù)，與太陽(yáng)、行星都沒(méi)有關(guān)系（牛頓第三定律在這里做了拓展，用到了天上，這也是牛頓大膽的想法）（7）從相互作用的角度來(lái)看（對(duì)稱(chēng)性的觀念），太陽(yáng)吸引行星，（9）月-地檢驗(yàn)假定維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋(píng)果下落的力真是同一種力，同樣遵從“平方反比”的規(guī)律，那么，由于月球軌道半徑約為地球半徑的60倍，所以月球軌道上一個(gè)物體受到的引力，比它在地面附近時(shí)受到的引力要小，前者只有后者的根據(jù)牛頓第二定律，物體在月球軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度也就應(yīng)該大約是它在地面附近下落時(shí)的加速度的。（9）月-地檢驗(yàn)假定維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使得蘋(píng)果下落的力計(jì)算過(guò)程：計(jì)算過(guò)程：（10）推而廣之：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線(xiàn)上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r的二次方成反比，即式中質(zhì)量單位用kg，距離的單位用m，力的單位用N。G是比例系數(shù)，叫做引力常量。注：普適性、相互性、宏觀性r為兩質(zhì)點(diǎn)或兩球心間的距離（10）推而廣之：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向萬(wàn)有引力定律的意義：在牛頓以前，無(wú)論是東方還是西方，天與地的區(qū)分是根深蒂固的。沒(méi)有任何一項(xiàng)成果能說(shuō)明天上運(yùn)動(dòng)與地上運(yùn)動(dòng)服從相同的規(guī)律。萬(wàn)有引力定律體現(xiàn)了天上運(yùn)動(dòng)與地上運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性，它把開(kāi)普勒的行星運(yùn)動(dòng)和伽利略的落體與拋體運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一了，從而天體運(yùn)動(dòng)納入到根據(jù)地面上的實(shí)驗(yàn)得出的力學(xué)原理之中。這是物理學(xué)史上第一次偉大的綜合，也是人類(lèi)認(rèn)識(shí)上一次巨大的飛躍。萬(wàn)有引力定律的意義：（11）學(xué)生對(duì)定律理解的疑難辨析：辨析1：既然任何兩個(gè)物體間都存在引力，為什么當(dāng)放在水平地面上的木塊A和木塊B很接近時(shí)，它們并沒(méi)有吸在一起？

答：由于木塊的質(zhì)量相對(duì)于地球的質(zhì)量而言非常小，因此兩木塊很接近時(shí)盡管距離不大，但它們間的引力是相當(dāng)小的，不足以克服地面對(duì)木塊的最大靜摩擦力，兩木塊不能吸在一起。（11）學(xué)生對(duì)定律理解的疑難辨析：辨析2：由萬(wàn)有引力定律公式

可知，當(dāng)

時(shí)，

。這個(gè)結(jié)論對(duì)嗎？答：這個(gè)結(jié)論不對(duì)！萬(wàn)有引力定律公式

只適用于求兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)（或兩個(gè)物體均可視為質(zhì)點(diǎn)）之間的萬(wàn)有引力（若兩個(gè)物體不能視為質(zhì)點(diǎn)，則要將它們分割成許多小塊（質(zhì)點(diǎn)），然后用此式去計(jì)算每一對(duì)小塊間的引力，最后將其中一個(gè)物體所受的各個(gè)引力進(jìn)行矢量合成）。當(dāng)

時(shí)就不能將兩個(gè)物體視為質(zhì)點(diǎn)了！我們不能將物理問(wèn)題純數(shù)學(xué)化！辨析2：由萬(wàn)有引力定律公式可知，當(dāng)時(shí)，辨析3：圖中，A、B均為勻質(zhì)實(shí)心球，質(zhì)量分別為mA

和mB

，半徑分別為rA

、rB

，兩球面的最近距離為r，r雖大于rA

和rB

，但兩球半徑均不可忽略，怎樣求A、B兩球間萬(wàn)有引力的大??？（引力常量為G）

答：兩個(gè)勻質(zhì)實(shí)心球間的萬(wàn)有引力等效于把兩球體的質(zhì)量分別集中于各自的球心的質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力。所以A、B間萬(wàn)有引力的大小為

辨析3：圖中，A、B均為勻質(zhì)實(shí)心球，質(zhì)量分別為mA和m（12）引力常量的測(cè)定：1798年，卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)距離發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律已經(jīng)過(guò)了100多年rFrFmm′mm′（12）引力常量的測(cè)定：1798年，卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)距離發(fā)現(xiàn)卡文迪許實(shí)驗(yàn)的重要意義：證明了萬(wàn)有引力的存在；使萬(wàn)有引力定律有了真正的實(shí)用價(jià)值；標(biāo)志著力學(xué)實(shí)驗(yàn)精密程度的提高，開(kāi)創(chuàng)了測(cè)量弱引力的新時(shí)代。該實(shí)驗(yàn)也被稱(chēng)作“最美麗”的十大物理實(shí)驗(yàn)之一?？ㄎ牡显S實(shí)驗(yàn)的物理思想和科學(xué)方法：扭秤裝置把微小力轉(zhuǎn)變成力矩來(lái)反映（一次放大），扭轉(zhuǎn)角度又通過(guò)光標(biāo)的移動(dòng)來(lái)反映（二次放大）。從而確定物體間的萬(wàn)有引力?？ㄎ牡显S實(shí)驗(yàn)的重要意義：卡文迪許實(shí)驗(yàn)的物理思想和科學(xué)方法：（一）萬(wàn)有引力的成就（1）計(jì)算天體的質(zhì)量解決思路：天體間的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力(B)第二單元的教材理解情況一：利用環(huán)繞天體的運(yùn)動(dòng)來(lái)求中心天體的質(zhì)量（一）萬(wàn)有引力的成就（1）計(jì)算天體的質(zhì)量解決思路：天體間的情況二：利用行星表面的重力加速度求行星質(zhì)量情況二：利用行星表面的重力加速度求行星質(zhì)量（2）發(fā)現(xiàn)未知天體：海王星和冥王星（3）雙星相同的角速度、周期向心力大小相等（2）發(fā)現(xiàn)未知天體：海王星和冥王星（3）雙星相同的角速度、（二）宇宙航行（1）地球：利用地球儀講清：經(jīng)度、緯度、地軸、自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)（二）宇宙航行（1）地球：（二）宇宙航行（2）人造衛(wèi)星宇宙速度衛(wèi)星的發(fā)射原理（牛頓設(shè)想圖）第一宇宙速度的推導(dǎo)第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度是衛(wèi)星繞地運(yùn)行的最大速度（二）宇宙航行（2）人造衛(wèi)星宇宙速度衛(wèi)星的發(fā)射原理（牛頓對(duì)三個(gè)宇宙速度的認(rèn)識(shí)

第一宇宙速度：從地球表面發(fā)射的能環(huán)繞地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造星體所需要的發(fā)射速度。第二宇宙速度：從地球表面發(fā)射的能夠脫離地球引力的人造星體所需要的最小發(fā)射速度。第三宇宙速度：從地球表面發(fā)射的能夠脫離太陽(yáng)引力的人造星體所需要的最小發(fā)射速度。對(duì)發(fā)射速度的理解：星體脫離火箭時(shí)的速度為發(fā)射速度。要與衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)行速度區(qū)分開(kāi)。（二）宇宙航行對(duì)三個(gè)宇宙速度的認(rèn)識(shí)對(duì)發(fā)射速度的理解：星體脫離火箭時(shí)的速度為（二）宇宙航行（3）地球人造衛(wèi)星軌道：衛(wèi)星軌道的高度：高軌道中軌道低軌道（近地軌道）一般的分類(lèi)：赤道軌道、極地軌道、傾斜軌道（二）宇宙航行（3）地球人造衛(wèi)星軌道：衛(wèi)星軌道的高度：一般的（4）地球同步靜止衛(wèi)星——

與地球保持相對(duì)靜止六個(gè)一定：周期、軌道平面、半徑（高度）、線(xiàn)速度、角速度、加速度三個(gè)不一定：質(zhì)量、動(dòng)能、勢(shì)能每3°一顆，共120顆（二）宇宙航行（4）地球同步靜止衛(wèi)星——與地球保持相對(duì)靜止六個(gè)一定：周（5）人造衛(wèi)星的發(fā)射（了解）：人造地球衛(wèi)星由運(yùn)載火箭發(fā)射入軌。從發(fā)射點(diǎn)到入軌點(diǎn)的飛行軌跡叫發(fā)射軌道。發(fā)射軌道包括垂直起飛段、程序轉(zhuǎn)彎段和入軌段。垂直起飛段和程序轉(zhuǎn)彎段都大同小異，但入軌段根據(jù)軌道高度的不同有直接入軌、滑行入軌和過(guò)渡轉(zhuǎn)移入軌之分。

要將同步衛(wèi)星發(fā)射到同步軌道上，卻是相當(dāng)困難和復(fù)雜的。不能將衛(wèi)星直接送到同步軌道上，必須分為三個(gè)階段才能入軌。（二）宇宙航行發(fā)射衛(wèi)星的視頻、動(dòng)畫(huà)（5）人造衛(wèi)星的發(fā)射（了解）：（二）宇宙航行發(fā)射衛(wèi)星的視頻、第一步：運(yùn)載火箭將衛(wèi)星送到停泊軌道；第二步：衛(wèi)星從停泊軌道到轉(zhuǎn)移軌道第三步：衛(wèi)星從轉(zhuǎn)移軌道到同步軌道推薦一部電影《地心引力》（二）宇宙航行第一步：運(yùn)載火箭將衛(wèi)星送到停泊軌道；推薦一部電影（二）宇宙航（C）第三單元的理解

經(jīng)典力學(xué)局限性

從宏觀到微觀----量子力學(xué)從低速到高速----狹義相對(duì)論從弱引力到強(qiáng)引力----廣義相對(duì)論加強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)（C）第三單元的理解

經(jīng)典力學(xué)局限性從宏觀到微觀四、本章教學(xué)中的幾點(diǎn)注意（1）慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量慣性質(zhì)量：牛頓第二定律公式中的質(zhì)量稱(chēng)為慣性質(zhì)量，它是物體慣性的量度，用慣性秤可以確定物體的慣性質(zhì)量詳見(jiàn)教參第83頁(yè)四、本章教學(xué)中的幾點(diǎn)注意（1）慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量慣性質(zhì)量：牛引力質(zhì)量：萬(wàn)有引力定律公式中的質(zhì)量稱(chēng)為引力質(zhì)量，它表示物體產(chǎn)生引力場(chǎng)或引力作用的本領(lǐng)，一般用天平稱(chēng)得的物體質(zhì)量就是物體的引力質(zhì)量。關(guān)系：慣性質(zhì)量是量度物體慣性的大??；引力質(zhì)量是量度物體與其他物體相互吸引的能力。地球以重力吸引石頭而對(duì)其慣性質(zhì)量毫無(wú)所知。地球的“召喚”力與引力質(zhì)量有關(guān)，而石頭所“回答”的運(yùn)動(dòng)則與慣性質(zhì)量有關(guān)。愛(ài)因斯坦：引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量具有等同性引力質(zhì)量：萬(wàn)有引力定律公式中