《萬有引力定律及引力常量的測定》教案(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上萬有引力定律及引力常量的測定教案臨高中學(xué)物理組 王貞 2013年5月20日 學(xué)分賬號(hào)：三維目標(biāo)一、知識(shí)與技能1、初步了解開普勒第三定律的內(nèi)容2、掌握萬有引力定律內(nèi)容公式及運(yùn)用的條件二、過程與方法通過課件模擬天體運(yùn)動(dòng)，說明開普勒三大定律三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1、認(rèn)識(shí)發(fā)現(xiàn)萬有引力的重要意義2、體會(huì)科學(xué)定律對人類探索未知世界的作用教學(xué)重點(diǎn)：1、認(rèn)識(shí)開普勒三大定律2、掌握萬有引力定律教學(xué)難點(diǎn)1、理解萬有引力定律及應(yīng)用條件教學(xué)方法：情境設(shè)置法、問題教學(xué)法、討論教學(xué)法、自主閱讀和合作探究法、比較法教具:多媒體課件教學(xué)過程一、 新課導(dǎo)入1、 多媒體呈現(xiàn)幾張星空圖提問:同學(xué)們，看了這幾

2、張圖有什么感想？2、“嫦娥飛天”和“屈原天問”圖我國古代關(guān)于“飛天”就有很多神話故事，我國古代偉大詩人“屈原”層作過一首詩天問，對茫茫的宇宙提出一系列問題。這些都反映了古人對星空的渴望2、 美國“阿波羅”11號(hào)宇宙飛船將人類的足跡首次留在地球上。3、 楊利偉：我國首次載人航天飛行圓滿完成。4、 我國探月工程首次發(fā)回月球表面的照片。如今，人類已經(jīng)有了“特殊”的翅膀來實(shí)現(xiàn)飛天的夢想，登上了月球，那么人類如何來實(shí)現(xiàn)這些夢想的呢？運(yùn)用了怎樣的知識(shí)呢?從這章開始，我們共同來探討。二、 新課推進(jìn)（一） 行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律開普勒三大定律導(dǎo)入：我們要探索這個(gè)宇宙的秘密，我們的知道宇宙中的天體是怎樣運(yùn)動(dòng)的，它們遵循

3、什么樣的規(guī)律？德國天文學(xué)家開普勒用了16年時(shí)間研究了丹麥天文學(xué)家第谷的行星觀測記錄。于1609年和1619年發(fā)表了開普勒三大定律。1、 開普勒第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。適當(dāng)補(bǔ)充點(diǎn)橢圓知識(shí)因?yàn)樾行抢@太陽運(yùn)動(dòng)的軌道上橢圓的。所以行星有時(shí)候會(huì)繞道距離太陽最近和最遠(yuǎn)的點(diǎn)，分別叫近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)。2、 開普勒第二定律：對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等面積。 課件呈現(xiàn)：如圖，行星與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積思考：行星繞太陽運(yùn)行時(shí)各店速率相同嗎？結(jié)論：當(dāng)行星離太陽較近時(shí)，運(yùn)行速度較快。離太陽較近時(shí)，運(yùn)行速度較慢。3、 開普勒第三定律：所有

4、行星繞太陽運(yùn)行軌道的半長軸R的立方跟其公轉(zhuǎn)周期T的平方的比值成正比。問題：開普勒第三定律中K值的大小與什么有關(guān)呢？與中心天體有關(guān)，與環(huán)繞天體無關(guān)。討論與交流觀察信息窗中行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的有關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合開普勒三大定律，互相交流你們的看法和體會(huì)。提問：你觀察到了什么嗎？行星到太陽的平均距離越遠(yuǎn)，行星運(yùn)行的周期越長。但是幾乎不變橢圓的偏心率非常小，橢圓接近圓呈課件：雖然行星的運(yùn)行軌道是橢圓的，并且繞太陽運(yùn)行的速率不斷變化。但是由于八大行星偏心率比較小，太陽的位置非常接近圓心，所以可以把它們的運(yùn)行軌道近似認(rèn)為圓形軌道。中學(xué)階段，為了出來問題的方便，我們通常認(rèn)為行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。學(xué)完了開普勒三大定

5、律，我們來想想這幾個(gè)問題？1、 行星為什么會(huì)如此運(yùn)行呢？它們?yōu)槭裁醇炔粫?huì)脫離太陽，也不會(huì)墜向太陽呢？2、 是什么力使得地球上的物體總要落回地面？3、 地球上使樹上蘋果下落的力，與太陽、地球之間的吸引力是不是同一種力呢？即使我們站在最高的山上和最高的建筑上，也會(huì)感到重力的作用，那么這個(gè)力勢必會(huì)延伸到遠(yuǎn)得多的地方。它會(huì)不會(huì)作用到地球上？拉住月球使它圍繞地球運(yùn)動(dòng)的力，與拉著蘋果下落的力，以及太陽與眾行星之間的作用力是不是同一種力。牛頓總結(jié)前人的研究成果，運(yùn)用開普勒三大定律和他在力學(xué)、數(shù)學(xué)方面的研究成果，證明了天體之間的作用力和地球表面使物體下落力是同一種力，并且提出萬有引力定律。（二）、萬有引力定律

6、1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是互相吸引的，引力的方向沿著兩個(gè)物體的連線，引力的大小F跟物體質(zhì)量的乘積和m1m2成正比，跟兩個(gè)物體之間的距離r的平方反比。2、公式 ：3、各物理量的含義: F牛頓（N）； m千克（kg） r 米（m）萬有引力常量：G=6.67×10-11N·m2·kgr的含義：兩個(gè)物體間的距離 如果物體的大小比它們的距離小得多，兩個(gè)物體可以看成質(zhì)點(diǎn)，這個(gè)距離當(dāng)然就是這兩個(gè)點(diǎn)的距離 如果是兩個(gè)均勻的球體，r就是兩球心的距離4、課堂練習(xí)1）兩艘輪船，質(zhì)量都是1.0×104t,相距10km,它們之間的萬有引力多大？2）太陽的質(zhì)量為2.0

7、15;1030kg,太陽和地球的平均距離為1.5×1011m,太陽和地球之間的萬有引力是多大？比較2、3題的計(jì)算結(jié)果，你有什么發(fā)現(xiàn)？5、萬有引力定律理 解 普遍性：任何兩個(gè)物體之間都存在引力（大到天體小到 微觀粒子），它是自然界的物體間的基本相互作用之一 相互性：兩個(gè)物體相互作用的引力是一對作用力與反作 用力,符合牛頓第三定律(3)宏觀性：通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的天體間或天體與物體間它的存在才有宏觀的物理意義在微觀世界中，粒子的質(zhì)量都非常小，粒子間的萬有引力很不顯著，萬有引力可以忽略不計(jì)(4)萬有引力的特殊性：兩物體間的萬有引力只與他們本身的質(zhì)量有關(guān)，與它們間的距

8、離有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無關(guān)，也與周圍有無其他物體無關(guān).（5）在地球表面的物體所受到的重力是萬有引力的分力，另一個(gè)分力提供向心力。但由于向心力較小，所以在一般計(jì)算中可認(rèn)為萬有引力等于重力。（三）課堂小結(jié)1、開普勒三大定律2、萬有引力定律（四）板書開普勒三大定律：1、 開普勒第一定律：所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。2、 開普勒第二定律：對任意一個(gè)行星來說，它與太陽的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過相等面積。3、 開普勒第三定律：所有行星繞太陽運(yùn)行軌道的半長軸R的立方跟其公轉(zhuǎn)周期T的平方的比值成正比。萬有引力定律1、內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是互相吸引的，引力的方向沿著兩個(gè)物體的連線，引力