万有引力定律及引力常量的测定教案3

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1、5．1万有引力定律及其引力常量的测定学习目标:1．了解地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)。2．了解开普勒对行星运动的描述。3．掌握万有引力定律。学习重点:1．地心说(托勒密)和日心说(哥白尼)。2．开普勒三大定律。3．万有引力定律。学习难点:1．有关开普勒三大定律的理解和认识。2．万有引力定律。主要内容:一、开普勒行星运动三大定律十七世纪，德国人开普勒在“日心说”的基础上，整理了他的老师，丹麦人第谷20多年观测行星运动的数据后，经过四年艰苦计算，总结了关于行星运动的三条规律，即：开普勒第一定律：也叫椭圆轨道定律，它的具体内容是：所有行星分别在大小不同的轨道上同绕太阳运

2、动。人阳在这些椭圆的一个焦点上。他当时算出，火星的偏心率为0．093，是当时所知的在太阳系内最大的，因此椭圆轨道最为明显。他的这条定律否定了行星轨道为圆形的理论。开普勒第二定律：对任意行星来说，他与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。开普勒第三定律：行星绕太阳运动轨道半长轴的立方与运动周期的平方成正比。二、万有引力定律开普勒的行星运动规律只是对行星如何绕太阳运动作了确切的描述，并没有说明是什么原因使它们在各自的轨道上运动。科学家提出各种猜想：开普勒：行星的运动是由于太阳磁力吸引的缘故，磁力与磁矩成反比伽利略：行星的运动与地面物体的运动遵从不同的规律，行星的运动是惯

3、性自行维持的笛卡尔：宇宙有不停旋转着的微粒组成的，微粒的运动形成漩涡，太阳和行星在各自的漩涡中心，行星漩涡带动卫星的运动，太阳的漩涡带动卫星和行星一起运动。。。。。在前人的基础上，经一系列想象、假说、理想实验、类比、归纳，牛顿终于发现了万有引力，并经过严密的推算和实践的检验，于1687年在其出版的《自然哲学的数学原理》一书中，正式提出了万有引力定律：1．内容：自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。2．公式：3．引力常量G：适用于任何两个物体，它在数值上等于两个质量都是1kg的物体相距1m时的相互作用力

4、，引力常量的标准值为G=6．67259×10-11N·m2/kg2，通常取G=6．67×10-11N·m2/kg2。4．重大意义：万有引力定律的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。讨论与交流1、如果有一天万有引力突然消失，世界将发生什么变化？对你生活产生什么影响？2、万有引力定律指出：任何物体间都存在引力，为什么当两个人靠近时并没有吸引到一起？请估算一下你与同桌之间的万有引力？卡文迪许

5、扭秤例1：已知月球到地球的球心距离为r=4×108m,月亮绕地球运行的周期为30天，求地球的质量。解：月球绕地球运行的向心力即月地间的万有引力，即有：(2)求某星体表面的重力加速度。例2：一个半径比地球大2倍，质量是地球的36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的A.6倍　　　　　B.18倍　　　　C.4倍　　　　Ｄ.13.5倍分析：在星体表面处，F引≈mg。所以，在地球表面处：在某星球表面处：即正确选项为C。[同步检测]1．下列说法正确的是（）A．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太

6、阳运动C．地球是绕太阳运动的一颗行星D．日心说和地心说都是错误的2．关于太阳系中行星的运动，以下说法正确的是（）A．行星轨道的半长轴越长，自转周期越大B．行星轨道的半长轴越长，公转周期越大C．水星的半长轴最短，公转周期最长D．冥王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长3．关于地球和太阳，下列说法正确的是（）A．太阳是围绕地球做匀速圆周运动的B．地球是围绕太阳运转的C．太阳总是从东边升起，从西边落下，所以太阳围绕地球运转D．由于地心说符合人们的日常经验，所以地心说是正确的4．关于公式，下列说法中正确的是（）A.公式只适用於围绕太阳运行的行星B.公式只适用於太阳系中的

7、行星或卫星C.公式适用於宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星D.一般计算中，可以把行星或卫星的轨道看成圆，R是这个圆的半径5．设行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比T2/R3=k为常数，此常数的大小：（）A．只与恒星质量有关B．与恒星质量和行星质量均有关C．只与行星质量有关D．与恒星和行星的速度有关6．银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为27:1，则它们的轨道半径的比为（）A.3:1B.9:1C.27:1D.1:97．海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳平均距离的30倍，地球公转周期是3