高一物理 必修二 萬有引力定律

1、 6.3萬有引力定律【學(xué)習目標】1.知道萬有引力定律的表達式、適用條件并能簡單應(yīng)用。了解引力常量的測量及意義。2.掌握月地檢驗的思路和方法。3.熟悉萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)過程，進一步掌握科學(xué)探究的方法，把握科學(xué)精神?！緦W(xué)習重難點】1.重點：定律的表達式、適用條件及簡單應(yīng)用2.難點：月地檢驗的思路和方法【學(xué)習方法】自主學(xué)習、合作交流、講授法、練習法等。【學(xué)習過程】 一、導(dǎo)入新課：通過上節(jié)的分析， 我們已經(jīng)知道了太陽與行星之間作用力的規(guī)律，可以完全解釋行星的運動了。進一步設(shè)想：是什么力使得地面的物體不能離開地球，總要落回地面呢？也就是說，地球與太陽之間的吸引力會不會與地球吸引蘋果的力是同一種力呢？飛鏡

2、無根誰系？姮娥不嫁誰留？牛頓出色的回答了這個問題，飛鏡無根引力系，姮娥不嫁速度留! 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)到底誰的貢獻大？二、多媒體展示問題，學(xué)生帶著問題學(xué)習教材，交流討論。1.簡述月地檢驗的思路和方法（目標明確、思路清晰）2.寫出萬有引力定律的表達式并說明公式的適用條件。3.卡文迪許測量引力常量的基本思想和方法是什么？三、師生互動參與上述問題的學(xué)習與討論1.學(xué)生互動學(xué)習交流發(fā)言。2.教師指導(dǎo)、幫助學(xué)生進一步學(xué)習總結(jié)（結(jié)合課件展示）。（1）月地檢驗的思路和方法 = 1 * GB3 猜想: 月球繞地球運動的力與使得蘋果下落的力真的是同一種力，同樣遵從“平方反比”的規(guī)律 = 2 * GB3 檢驗思路：

3、假如二力都遵從，由牛頓第二定律知，該有月球的加速度a和地面蘋果的加速度g比為: ,那我們測出這四個物理量，檢驗等式是否成立。若等式成立，則猜想得到驗證。 = 3 * GB3 驗證結(jié)果：在牛頓的時代，重力加速度、地球的半徑已經(jīng)能夠比較精確地測定，當時也能比較精確地測定月球與地球的距離、月球公轉(zhuǎn)的周期，從而能夠算出月球運動的向心加速度，即月球的加速度。計算結(jié)果和我們預(yù)期的符合的很好！這表明，地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，以及太陽與行星間的引力，真的遵從相同的規(guī)律！（2）萬有引力定律 = 1 * GB3 定律發(fā)現(xiàn)的歷程：（由特殊到一般）太陽與行星間的引力月地系統(tǒng)檢驗推廣到萬事萬物 =

4、2 * GB3 定律的內(nèi)容：自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成正比，與它們之間距離r 的二次方成反比。引力的方向沿二者的連線方向。 = 3 * GB3 數(shù)學(xué)表達式： 式中G稱為引力常量。 = 4 * GB3 適用條件：1）兩質(zhì)點間2）質(zhì)量均勻分布的正球體間 = 5 * GB3 萬有引力的特性： 1）宏觀性 2）普適性 3）相互性 4）特殊性 = 6 * GB3 意義：萬有引力定律是科學(xué)史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，她清楚地向人們揭示，復(fù)雜運動的后面隱藏著簡潔的科學(xué)規(guī)律；她明確地向人們宣告， 天上和地上的物體都遵循著完全相同的科學(xué)法則。（3）引力常量 = 1 * G

5、B3 英國物理學(xué)家卡文迪許基于放大的實驗思想，利用扭秤實驗比較準確的測出通常取 G6.6710-11 Nm2/kg2。MFMF光源m刻度尺石英絲反射鏡T型支架MFm = 2 * GB3 實驗意義：證實了萬有引力的存在及萬有引力的正確性第一次測出引力常量使萬有引力定律能進行定量計算，顯示其真正價值。標志著力學(xué)實驗精密度的提高，開創(chuàng)了測量弱力的新時代四、隨堂練習：例1:如圖所示，r雖大于兩球的半徑，但兩球的半徑不能忽略，而球的質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1與m2，則兩球間萬有引力的大小為（ ）例2. 行星繞太陽轉(zhuǎn)動可近似看成是勻速圓周運動。請用萬有引力定律，證明所有行星做勻速圓周運動的半徑r三次方與

6、周期T的平方的比值為定值，并求出這個比值的表達式結(jié)論：k只與中心天體的質(zhì)量有關(guān)；即，只要中心天體相同，所有環(huán)繞天體的k相同.例3 . 兩個質(zhì)點質(zhì)量均為100kg，它們的距離為1m，求它們的萬有引力大小. 引力是普遍存在的，但是由于平時接觸的物體間的引力不是很大，所以我們不太容易感受到引力的存在例4. 質(zhì)量為1kg的物體放在地球表面，已知地球質(zhì)量近似為5.971024kg，地球半徑R=6371km，G=6.6710-11Nm2/kg2. 求地球?qū)λ娜f有引力大小五、學(xué)習目標的自我評價和學(xué)習小結(jié)本節(jié)課在上一節(jié)課的基礎(chǔ)上通過月地檢驗和推廣得到了萬有引力定律，卡文迪許通過扭秤實驗測出了引力常量的數(shù)值使萬有引力定律有了真正的實用價值【板書設(shè)計】 6.3萬有引力定律一、月地檢驗的思路和方法 = 1 * GB3 猜想: “天上”和 “地上”的力是同種性質(zhì)的力 = 2 * GB3 檢驗思路： = 3 * GB3 驗證結(jié)果：符合的很好！二、萬有引力定律 = 1 * GB3 定律發(fā)現(xiàn)的歷程：（由特殊到一般）太陽與行星間的引力月地系統(tǒng)檢驗推廣到萬事萬物 = 2 * GB3 定律的內(nèi)容： = 3 * GB3 數(shù)學(xué)表達式： 式中G稱為引力常量。 = 4 * GB3 適用條件：1）兩質(zhì)點間2）質(zhì)量均勻分布的正球體間三