【優(yōu)化方案】高中物理 第5章5.2 萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的課件 滬科必修2

5．2萬(wàn)有引力定律是怎樣發(fā)現(xiàn)的

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練5.2課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解人類對(duì)天體運(yùn)動(dòng)認(rèn)識(shí)的發(fā)展史，理解開(kāi)普勒三大定律．2．了解萬(wàn)有引力定律得出的思路和過(guò)程．3．理解萬(wàn)有引力及萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)推導(dǎo)．重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)：1.行星運(yùn)動(dòng)的三大定律的內(nèi)容及理解．2．萬(wàn)有引力定律的理解及應(yīng)用．難點(diǎn)：萬(wàn)有引力定律的推導(dǎo)及條件的理解．課標(biāo)定位課前自主學(xué)案一、托勒密集古代天文學(xué)研究之大成公元150年，托勒密構(gòu)筑了宇宙“___________”的九重天模型，他的這個(gè)模型能夠預(yù)報(bào)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的___________、_______和_____的發(fā)生等．二、哥白尼迎來(lái)了科學(xué)的春天1．波蘭天文學(xué)家哥白尼認(rèn)為_(kāi)_________是宇宙的中心，地球和其他行星都繞_______做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的學(xué)說(shuō)，又稱“日心地動(dòng)說(shuō)”或“日心體系”．地心體系行星位置日食月食太陽(yáng)太陽(yáng)2．哥白尼運(yùn)用他的模型，不僅算出了每顆行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的_________，而且第一次算出了每顆行星到太陽(yáng)的________．三、開(kāi)普勒提出行星運(yùn)動(dòng)三定律1．第一定律(軌道定律)：所有行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是________，太陽(yáng)處于所有橢圓的一個(gè)_____________上．2．第二定律(面積定律)：對(duì)于每一顆行星而言，太陽(yáng)和行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的________．周期距離橢圓公共焦點(diǎn)面積3．第三定律(周期定律)：所有行星軌道______________與__________________的比值都相等，用公式表示為_(kāi)_________.式中k是與行星無(wú)關(guān)的常量．開(kāi)普勒三定律同樣適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)，只是比值k的大小有所不同．半長(zhǎng)軸的立方公轉(zhuǎn)周期的平方四、發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力的過(guò)程1．關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)原因的猜想(1)英國(guó)的吉爾伯特猜想行星是靠太陽(yáng)發(fā)出的_______維持繞日運(yùn)動(dòng)的；(2)法國(guó)數(shù)學(xué)家笛卡兒提出的________假設(shè)；(3)法國(guó)天文學(xué)家布利奧首先提出_________假設(shè)．磁力漩渦平方反比2．站在巨人肩上的牛頓(1)三大困難①困難之一：無(wú)數(shù)學(xué)工具解決曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題．②困難之二：缺乏理論工具計(jì)算天體各部分對(duì)行星產(chǎn)生力的總效果．③困難之三：眾多天體的引力和相互干擾問(wèn)題無(wú)法解決．(2)牛頓利用________知識(shí)，運(yùn)用______的概念，把龐大天體的質(zhì)量集中于_______，提出了萬(wàn)有引力定律．微積分質(zhì)點(diǎn)球心吸引質(zhì)量的乘積距離的二次方五、萬(wàn)有引力定律1．內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都是相互______的，引力的大小跟這兩個(gè)物體的____________成正比，跟它們的_________________成反比．2．公式：________________，式中質(zhì)量的單位用kg，距離的單位用m，力的單位用N，G為引力常量，通常取G＝6.67×10－11N·m2/kg2.3．卡文迪許實(shí)驗(yàn)英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用________測(cè)出了引力常量．由于卡文迪許測(cè)出引力常量G，才使得________________有了真正的實(shí)用價(jià)值．知道G的值后，利用_________________便可計(jì)算天體的質(zhì)量．扭秤萬(wàn)有引力定律萬(wàn)有引力定律思考感悟蘋(píng)果落向地球球而不是地球球向上碰到蘋(píng)蘋(píng)果，是蘋(píng)果果對(duì)地球的引引力小于地球球?qū)μO(píng)果的引引力嗎？提示：蘋(píng)果與地球間間的引力是大大小相等的．．由于地球質(zhì)質(zhì)量大，不可可能產(chǎn)生明顯顯的加速度．．核心要點(diǎn)突破一、對(duì)開(kāi)普勒勒三大定律的的理解1．開(kāi)普勒第一一定律(軌道定律)：明確行星的的軌道都是橢橢圓，但橢圓圓軌道都很接接近圓．中學(xué)學(xué)階段分析和和處理天體運(yùn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可將將行星的橢圓圓軌道簡(jiǎn)化為為圓軌道來(lái)處處理．2．開(kāi)普勒第二二定律(面積定律)：指出對(duì)于每每一個(gè)行星，，其與太陽(yáng)的的連線在相等等的時(shí)間內(nèi)掃掃過(guò)相等的面面積．這一定定律反映出同同一顆行星在在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速速率小于近日日點(diǎn)的速率．．特別提醒：(1)k是一個(gè)與行星星無(wú)關(guān)的常量量，在不同的的星系中k值不同，k值只與系統(tǒng)的的中心天體有有關(guān)．(2)T是公轉(zhuǎn)周期，，不是自轉(zhuǎn)周周期．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小小試牛刀)1．關(guān)于天體的的運(yùn)動(dòng)軌道和和相對(duì)位置，，下列說(shuō)法中中正確的是()A．所有天體繞繞另一天體運(yùn)運(yùn)動(dòng)的軌跡均均為橢圓B．人造地球衛(wèi)衛(wèi)星的軌跡也也應(yīng)該是橢圓圓，而不同的的人造地球衛(wèi)衛(wèi)星橢圓軌道道的焦點(diǎn)都是是同一個(gè)C．太陽(yáng)的位置置總在太陽(yáng)系系中各大行星星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)動(dòng)軌道的焦點(diǎn)點(diǎn)上，因此，，太陽(yáng)是絕對(duì)對(duì)靜止的恒星星D．任何中心天天體與繞其運(yùn)運(yùn)動(dòng)的天體之之間，相對(duì)位位置是保持不不變的解析：選AB.根據(jù)開(kāi)普勒第第一定律，即即軌道定律，，一個(gè)天體繞繞另一個(gè)天體體運(yùn)動(dòng)時(shí)，繞繞行天體的軌軌跡都是橢圓圓，即使是人人造天體——衛(wèi)星、航天器器等也應(yīng)如此此，而且，中中心天體位于于各個(gè)橢圓軌軌道的焦點(diǎn)上上．所以A、B正確．選項(xiàng)項(xiàng)C錯(cuò)在認(rèn)為太太陽(yáng)是絕對(duì)對(duì)靜止的恒恒星，宇宙宙萬(wàn)物間，，絕對(duì)靜止止的物體和和天體是不不存在的．．中心天體體和繞其運(yùn)運(yùn)動(dòng)的天體體的相對(duì)位位置隨著環(huán)環(huán)繞運(yùn)動(dòng)天天體位置的的變化而變變化，不變變的是中心心天體始終終位于橢圓圓軌道的焦焦點(diǎn)上，故故D項(xiàng)是錯(cuò)誤的的．二、對(duì)萬(wàn)有有引力定律律的理解1．萬(wàn)有引力力特點(diǎn)的理理解(1)萬(wàn)有引力存存在于宇宙宙間任何有有質(zhì)量的兩兩個(gè)物體之之間，是自自然界中一一種基本相相互作用的的規(guī)律．(2)兩個(gè)物體間間的萬(wàn)有引引力是一對(duì)對(duì)作用力與與反作用力力．2．對(duì)萬(wàn)有引引力定律的的理解四性內(nèi)容普遍性萬(wàn)有引力不僅存在于太陽(yáng)與行星、地球與月球之間，宇宙間任何兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間都存在著這種相互吸引的力相互性兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間的萬(wàn)有引力是一對(duì)作用力和反作用力，總是滿足大小相等，方向相反，作用在兩個(gè)物體上四性內(nèi)容宏觀性在地面上的一般物體之間，由于質(zhì)量比較小，物體間的萬(wàn)有引力比較小，與其他力比較可忽略不計(jì)，但在質(zhì)量巨大的天體之間，或天體與其附近的物體之間，萬(wàn)有引力起著決定性作用特殊性兩個(gè)物體之間的萬(wàn)有引力只與它們本身的質(zhì)量和它們間的距離有關(guān)，而與所在空間的性質(zhì)無(wú)關(guān)，也與周?chē)欠翊嬖谄渌矬w及物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)圖5－1－1即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，，小試牛刀刀)3．地球的半半徑為6.37×106m，地球質(zhì)量量為5.98×1024kg，地球表面面上質(zhì)量為為1.0kg的物體受到到的地球的的萬(wàn)有引力力是________N．若g＝9.8m/s2，物體受到到的重力為為_(kāi)_______N，比較它們們的差別________________________________________________________________________．答案：9.8299.8在地球表面面及其附近近，物體受受到的萬(wàn)有有引力近似似等于物體體的重力的的大小課堂互動(dòng)講練開(kāi)普勒定律的應(yīng)用類型一例1飛船沿半徑徑為R的圓周繞地地球運(yùn)動(dòng)，，其周期為為T(mén)，地球半徑徑為R0，如果飛船船要返回地地面，可在在軌道上某某點(diǎn)A處將速率降降到適當(dāng)數(shù)數(shù)值，從而而使飛船沿沿著以地心心為焦點(diǎn)的的橢圓軌道道運(yùn)動(dòng)，橢橢圓與地球球表面在B點(diǎn)相切，如如圖5－1－2所示，求飛飛船由A點(diǎn)到B點(diǎn)所需的時(shí)時(shí)間？圖5－1－2萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用類型二例2(2011年河南開(kāi)封封高一期末末)如圖5－1－3所示，在距距一質(zhì)量為為M、半徑為R、密度均勻勻的球體R處有一質(zhì)量量為m的質(zhì)點(diǎn)，此此時(shí)，M對(duì)m的萬(wàn)有引力力為F1.當(dāng)從M中挖去一半半徑為R/2的球體時(shí)，，剩下部分分對(duì)m的萬(wàn)有引力力為F2.則F1