江蘇版必修二7.1開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律萬(wàn)有引力01

1、萬(wàn)有引力定律教學(xué)案教學(xué)目標(biāo)：一、知識(shí)與技能1了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程，會(huì)推導(dǎo)萬(wàn)有引力定律.2知道任何物體間都存在著萬(wàn)有引力，且遵守相同的規(guī)律.3. 知道萬(wàn)有引力常量的大小和意義.二、過(guò)程與方法1. 使學(xué)生能夠應(yīng)用萬(wàn)有引力定律解決實(shí)際問(wèn)題，建立理想模型處理問(wèn)題.2. 引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)地、系統(tǒng)地思考萬(wàn)有引力的作用和決定引力大小的因素.三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1. 由人類對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的探索過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生尊重客觀事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.2. 通過(guò)牛頓在前人基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程，說(shuō)明科學(xué)研究的長(zhǎng)期性、連續(xù)性 及艱巨性，滲透科學(xué)發(fā)現(xiàn)的方法論教育.教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容及數(shù)學(xué)表達(dá)式.

2、難點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)的思路.教學(xué)過(guò)程：新課教學(xué)1. 請(qǐng)學(xué)生思考行星做圓周(橢圓)運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源.2. 組織學(xué)生討論交流(1 )為 什么蘋果從樹(shù)上落向地面而不飛向天空？蘋果做什么運(yùn)動(dòng)？(2 )為 什么月亮不會(huì)落到地球的表面，而是繞地球運(yùn)動(dòng)？(3 )在地面上很高的地方，重力并沒(méi)有明顯減弱，因此重力能延伸到離地球很遠(yuǎn)的 空間，那么月球受到重力作用嗎？蘋果樹(shù)上的蘋果相對(duì)地球靜止，因此會(huì)落到地面；若月球相對(duì)地球靜止， 月球也將像蘋果一樣落回地面，月球在地面上空相對(duì)地球運(yùn)動(dòng)具有速度，沒(méi)有落回地面，同樣在月球處的蘋果若具有與月球一樣的運(yùn)動(dòng)速度，也將像月球一樣不會(huì)落回地面.一一月球和蘋果受到的是同一性質(zhì)的

3、力.3. 拓展(1 )行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是什么呢？這個(gè)力與前面提到的蘋果和月亮受的力是同一性質(zhì)的力嗎？(2 )設(shè)想一下，蘋果也可以變成“月球”嗎？4. 萬(wàn)有引力定律(1) 行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，向心力是太陽(yáng)對(duì)行星的吸引力，這個(gè)力的大小跟什么因 素有關(guān)？引導(dǎo)學(xué)生建立行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的模型，使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立完成推導(dǎo)工作.設(shè)太陽(yáng)的質(zhì)量為 M，行星的質(zhì)量為 m，軌道半徑為 r,速率為v,周期為T ,(2) 推導(dǎo)過(guò)程：行星受至y的向心力根據(jù)速度與周期的關(guān)系代入上式得由開(kāi)普勒第三定律可得由牛頓第三定律可知，力的作用是相互的， 太陽(yáng)對(duì)行星有力的作用，行星對(duì)太陽(yáng)也有力的作用，可得因此（

4、3）萬(wàn)有引力定律內(nèi)容： （4）表達(dá)式：（5） G稱為，由英國(guó)物理學(xué)家測(cè)出。G 單位：（6）萬(wàn)有引力定律的適用條件： 例題1.兩質(zhì)量相等的小球圓心間距為L(zhǎng),此時(shí)它們之間的引力為F,若將間距縮小為原來(lái)的一半（兩球仍能看作質(zhì)點(diǎn)），則引力變?yōu)椋ǎ〢. 2F B.F/4 C.4F D.F/2思考：若兩球間距趨近于零，F(xiàn)是否趨于無(wú)窮大。例題2.兩球質(zhì)量為 mi和m2，半徑分別為ri、r2,圓心距離為r,則兩球引力為（）C. Gm-i m22m1m22m1 m2(rim1m2(A2r)2例題3、兩物體質(zhì)量都是1kg，兩物體相距1m,則兩物體間的萬(wàn)有引力是多少?（通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)這個(gè)力太小，在許多問(wèn)題的計(jì)算中可忽

5、略）例題4.已知地球質(zhì)量大纟約是 “-應(yīng)°入1°炯，地球半徑為R = 6?70 km，地球表面 的重力加速度："n八.求（1）地球表面一質(zhì)量為 10kg物體受到的萬(wàn)有引力？（ 2） 地球表面一質(zhì)量為10kg物體受到的重力？ （3）比較萬(wàn)有引力和重力課堂練習(xí)1對(duì)于萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=G ，下列說(shuō)法正確的是（）rA 公式中G為引力常數(shù)，是人為規(guī)定的B. r趨近于零時(shí)，萬(wàn)有引力趨近于無(wú)窮大C. m1、m2受到的萬(wàn)有引力總是大小相等的，與m1、m2是否相等無(wú)關(guān)D. m1、m2受到的萬(wàn)有引力總是大小相等方向相反，是一對(duì)平衡力2.已知太陽(yáng)質(zhì)量約為2.0X 1030k

6、g，地球質(zhì)量約為6.0X 1024kg .太陽(yáng)和地球間的平均距離約為1.5 x 1011m，萬(wàn)有引力恒量G = 6.67 x 10-11Nm2/kg2，那么太陽(yáng)和地球間的萬(wàn)有引力為N。已知拉斷橫截面積為1 cm2的鋼棒需力6.68X 104n ,那么地球和太陽(yáng)間的萬(wàn)有引 力可以拉斷橫截面積是m2的鋼棒。3. 一個(gè)半徑比地球大 的重力加速度的2倍，質(zhì)量是地球的36倍的行星, （ ）它的表面的重力加速度是地球表面A . 3倍 B. 4倍 C . 6倍D . 18 倍課后作業(yè)1.要使兩物體間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的1/4，下列辦法不可采用的是（A. 使兩物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B. 使其中一個(gè)物

7、體的質(zhì)量減小到原來(lái)的1/4，距離不變C. 使兩物體間的距離增為原來(lái)的2倍，質(zhì)量不變D. 使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來(lái)的 1/4 2.設(shè)地球表面重力加速度為 go，物體在距離地心 4R（R是地球的半徑）處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為 g,則為（）A. 1 B 1/9 C. 1/4 D. 1/163. 月球表面的重力加速度為地球表面的1/6，一人在地球表面可舉起100 kg的杠鈴，他在月球表面則可舉起多少 kg的杠鈴？4. 設(shè)物體在距地心為r處的重力加速度為gr，試根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律證明：gr = R2g/r2（式中R為地球的平均半徑，r> R, g為地球表面處的重力加速度 ）。 5.宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個(gè)小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間t,小球落到星球表面，測(cè)得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng)。若拋出時(shí)的初速度增大為原來(lái)的 2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為.3 L。已知兩落地點(diǎn)在同一