高中物理3.1万有引力定律学案3（粤教版必修2）.doc

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1、3.1万有引力定律学案3（粤教版必修2）【学习目标】【知识和技能】(1)了解人类对天体运动探索的发展历程．(2)了解万有引力定律的发现过程(3)知道万有引力定律(4)知道引力常数的大小和意义【过程和方法】(1)查阅资料，了解“地心说”与“日心说”模型提出的历史背景(2)了解“地心说”与“日心说”模型建立的依据，认识物理模型在物理学发展过程中的作用(3)通过对“地心说”与“日心说”争论的评述，提高交流、合作能力．(4)以科学探究的方式，了解牛顿是怎样发现万有引力定律的．【情感、态度和价值观】(1)由人类

2、对天体运动的探索过程，培养尊重客观事实，实事求是的科学态度(2)认识到科学的想像力建立在对事物长期深入的思考基础之上牛顿万有引力定律的提出，除科学的想像力外，更离不开对物体间作用力的长期深入的思考。(3)树立把物理事实作为证据的观念，形成根据证据、逻辑和既有知识进行科学解释的思维方法【学习重点】是以牛顿对“苹果落地的思考”为主线展开讨论，展现了科学发现的过程，让学生领悟到科学发现的艰辛，同时体验到科学发现的乐趣。【知识要点】一、近代物理学家对行星运动本质的认识开普勒三定律清晰地说明了行星是怎样运动的，

3、但行星“为什么会这样运动”？是上帝安排的吗？近代物理学家对此提出了不同的动力学解释：伽利略：认为一切物体都有合并的趋势，这种趋势导致行星做圆周运动.开普勒：行星绕太阳运动，一定是受到了太阳的某种力的作用.笛卡儿（法国）：行星周围有旋转的物质（以太）迫使行星绕太阳运行.胡克、哈雷等人：行星绕太阳运动的原因是因为太阳对行星产生吸引力.牛顿：在前人研究的基础上，凭借其非凡的数学才能，阐明了天体运动的根本原因，提出具有普遍意义的万有引力定律，即行星绕太阳运行的原因是由于太阳与行星之间存在相互吸引的力，称为万有

4、引力.二、万有引力定律的推导思路和方法1.把行星绕太阳的运动近似看成是匀速圆周运动，太阳对行星的万有引力是行星做圆周运动所需的向心力，即F=m将圆周运动中的线速度与周期的关系式v=代入上式得F=4π2（）据开普勒第三定律知：=k即　F=4π2k2.牛顿认为k用心爱心专心是一个与行星无关，但与太阳质量有关的物理量，行星吸引太阳的力和太阳吸引行星的力应大小相等，并且有相同的性质，而太阳对行星的引力F与行星的质量成正比，自然也应跟太阳的质量成正比，设太阳的质量为M，则4π2k∝M，所以F∝，写成等式为F=G

5、，式中G为常量.3.牛顿认为太阳与行星的引力跟月球与地球的引力，以及地面上的物体与地球的引力也遵循同样的规律，由此得出万有引力定律F=G三、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：F=G式中质量的单位用kg，距离的单位用m，力的单位用N，G为引力常量，标准值为G=6.67259×10－11N·m2/kg2，通常G=6.67×10－11N·m2/kg2.3.万有引力定律公式使用的条件公式中的r对于可看作是质

6、点的物体而言指的就是两质点的距离；对于一般物体而言，r应为两个物体的质量中心的距离，如质量分布均匀的球体，r可为两球心之间的距离.4.应用万有引力定律时应注意的问题.（1）万有引力的普遍性.万有引力不仅存在于星球间，任何客观存在的有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力.（2）万有引力的相互性.两个物体相互作用的引力是一对作用力和反作用力，它们大小相等，方向相反，分别作用于两个物体上.（3）万有引力的宏观性.在通常情况下，万有引力非常小，只有在质量巨大的星球间或天体与天体附近的物体间，它的存在才有实际

7、的物理意义，故在分析地球表面物体受力时，不考虑地面物体对地球的万有引力.只考虑地球对地面物体的引力.（4）万有引力的特殊性，两个物体间的万有引力只与它们本身的质量有关，与它们间的距离有关，而与所在空间的性质无关，也与周围有无其他物体无关.【问题探究】任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时不会吸在一起？我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力？请你根据实际中的情况，假设合理的数据，通过计算说明以上两个问题．我的思路：我们可以具体假设两个人的质量，然后利用万有引力定律计算其万有引力；我们

8、通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力，要视其万有引力与其他力相比在大小上是否可以忽略，如果相差太远，则可以不计；若相差不是很远，那就不能忽略.比如两艘万吨油轮如果相距很近(如1km)，这时的万有引力就不能忽略.对这两个问题的讨论有助于对有关的问题建立理想化模型.【典型例题】地球彗星太阳图3-1例题1、用心爱心专心地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约