5.1萬有引力定律及引力常量的測定

高一物理必修2第5章班級：姓名： 高中物理導(dǎo)學(xué)案編號：22編者：林振枝審核：課題：第1節(jié)萬有引力定律及引力常量的測定學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解“地心說”和“日心說”2.了解萬有引力定律的發(fā)展過程3.知道開普勒三個定律4.理解萬有引力定律5.了解引力常數(shù)學(xué)習(xí)要點：1.教學(xué)重點：①開普勒三個定律②萬有引力定律③卡文迪許的扭稱實驗2.教學(xué)難點：①理解萬有引力定律及應(yīng)用②理解卡文迪許的扭稱實驗的科學(xué)理念學(xué)習(xí)指導(dǎo)：板塊一：行星運(yùn)動的規(guī)律○理要點：開普勒的行星三定律第一定律：第二定律：第三定律：○思重點：對開普勒定律的認(rèn)識：（1）從空間分布上看：行星的軌道都是橢圓，所有橢圓有一個共同的焦點，太陽就在此焦點上。因此第一定律又叫橢圓軌道定律。圖1所示（2）從速度大小看：行星靠近太陽時速度大，遠(yuǎn)離太陽時速度小。第二定律又叫面積定律。圖2所示（3）對的認(rèn)識：圖3中，半長軸是AB間距離的一半，不能認(rèn)為R等于太陽到B點的距離；T是公轉(zhuǎn)周期，不能誤認(rèn)為是自轉(zhuǎn)周期。行星行星太陽圖1圖2圖3RABCD○辨疑點：在以后的計算中，我們都把行星的軌道近似為圓，把衛(wèi)星的運(yùn)行軌道也近似為圓，這樣就使問題簡化。則在上述情況中，的表達(dá)式中，R則是圓的半徑?！鹫孤?lián)想：比例系數(shù)K是一個與行星質(zhì)量無關(guān)的常量，但不是恒量，在不同的星系中，K值不相同?！鹬赝卣梗盒l(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)遵循相同的運(yùn)動規(guī)律。板塊二：萬有引力定律○內(nèi)容：。公式：說明：此公式作計算兩個天體間的相互作用力，但此公式也可以計算任何兩個物體間的相互吸引力，對于均勻球體，r是兩球心間的距離?！鹚贾攸c：對萬有引力定律的理解（1）萬有引力的普遍性：萬有引力不僅存在于星球間，任何客觀存在的有質(zhì)量的物體之間都存在這種相互吸引的力（2）萬有引力的相互性：兩個物體相互作用的引力是一對作用力和反作用力，它們大小相等，方向相反，分別作用于兩個物體上。（3）萬有引力的宏觀性：在通常情況下，萬有引力非常小，只有在質(zhì)量巨大的星球間或天體與天體附近的物體間，它的存在才有實際的物理意義，故在分析地球表面物體受力時，不考慮地面物體對地球的萬有引力，只考慮地球?qū)Φ孛嫖矬w的引力。（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)?！鹚伎迹旱厍虮砻嫔系奈矬w所受重力就是萬有引力嗎？它們有什么關(guān)系？板塊三：引力常量的測定及其意義G=適用于任何兩個物體，它在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量都是1kg的物體相距1m時的相互作用力，由英國科學(xué)家用裝置首先測定出來，因此他也被稱之為“能稱出地球質(zhì)量的人”當(dāng)堂訓(xùn)練：題型一：萬有引力定律的理解例1對于質(zhì)量為和的兩個物體間的萬有引力的表達(dá)式，下列說法正確的是（）A、公式中的G是引力常量，它是由實驗得出的，而不是人為規(guī)定的B、當(dāng)兩物體間的距離r趨于零時，萬有引力趨于無窮大C、所受引力大小總是相等的D、兩個物體間的引力總是大小相等，方向相反的，是一對平衡力題型二：開普勒定律的理解例2關(guān)于行星的運(yùn)動，一下說法正確的是（）行星軌道的半長軸越長，自轉(zhuǎn)周期就越大行星軌道的半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期就越大水星的半長軸最短，公轉(zhuǎn)周期最大海王星離太陽“最遠(yuǎn)”，繞太陽運(yùn)動的公轉(zhuǎn)周期最長。題型三：萬有引力定律的簡單應(yīng)用例3、據(jù)美聯(lián)社2002年10月7日報道，天文學(xué)家在太陽系的九大行星之外，又發(fā)現(xiàn)了一顆比地球小得多的新行星，而且還測得它繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為288年，若把它和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道都看成是圓，問它到太陽的距離約是地球到太陽距離的多少倍？題后小結(jié)：太陽對行星的引力提供向心力是求解這類問題的關(guān)鍵題型四：萬有引力定律與圓周運(yùn)動的結(jié)合例4、把太陽系各行星的運(yùn)動近似看作勻速圓周運(yùn)動，則離太陽越遠(yuǎn)的行星（）A、周期越小B、線速度越小C、角速度越小D、加速度越小自主反思：課后作業(yè):1下列關(guān)于開普勒對與行星運(yùn)動規(guī)律的認(rèn)識的說法正確的是所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓所有行星繞太陽運(yùn)動的軌道都是圓所有行星的軌道的半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同D、所有行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道的半徑成正比2.理論和實踐證明，開普勒定律不僅適用于太陽系中的天體運(yùn)動，而且對一切天體（包括衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動）都適用。下面對于開普勒第三定律的公式，下列說法正確的是（）A、公式只適用于軌道是橢圓的運(yùn)動B、式中的K值，對于所有行星（或衛(wèi)星）都相等C、式中的K值，只與中心天體有關(guān)，與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星（或衛(wèi)星）無關(guān)D、若已知月球與地球之間的距離，根據(jù)公式可求出地球與太陽之間的距離3、下面關(guān)于太陽對行星的引力的說法正確的是（）A、太陽對行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn)動的向心力B、太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離成正比C、太陽對行星的引力由實驗得出的D、太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律推導(dǎo)出來的4、兩個行星的質(zhì)量分別為，繞太陽運(yùn)行的軌道半徑分別為，若它們只受太陽引力的作用，那么這兩個行星的向心加速度之比為（）A、1B、C、D、5.兩顆行星的質(zhì)量分別為和，繞太陽運(yùn)行的軌道半長軸分別為和，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比為（）A、B、C、D、無法確定6、下面關(guān)于行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的說法中正確的是（）A、離太陽越近的行星周期越大B、離太陽越遠(yuǎn)的行星周期越大C、離太陽越近的行星的向心加速度越大D、離太陽越近的行星受到太陽的引力越大7、一群小行星在同一軌道上繞太陽旋轉(zhuǎn)，這些小行星具有A、相同的速率B、相同的加速度C、相同的運(yùn)轉(zhuǎn)周期D、相同的角速度8、哈雷彗星繞太陽運(yùn)動的軌道是比較扁的橢圓，下面說法中正確的是（）A、彗星在近日點的速率大于在遠(yuǎn)日點速率B、彗星在近日點的向心加速度大于它在遠(yuǎn)日點的向心加速度C、若彗星的周期為75年，則它的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的75倍D、彗星在近日點的角速度大于它在遠(yuǎn)日點的角速度9、兩顆行星的質(zhì)量分別為和，它們繞太陽運(yùn)動的軌