湖南省中方縣高中物理 第六章 萬(wàn)有引力與航天 6.3 萬(wàn)有引力定律教案 新人教版必修2.doc

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3　萬(wàn)有引力定律 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.通過(guò)學(xué)習(xí)牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的思路和過(guò)程,知道地球上的重物下落與天體運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)一性. 2.知道萬(wàn)有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力,知道萬(wàn)有引力定律公式的適用范圍. 3.通過(guò)計(jì)算人與人之間、人與地球之間的萬(wàn)有引力,理解萬(wàn)有引力定律的含義并會(huì)用萬(wàn)有引力定律公式解決簡(jiǎn)單的引力計(jì)算問(wèn)題. 4.通過(guò)學(xué)習(xí)卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)理解萬(wàn)有引力常量的意義,了解它的測(cè)定方法. 自主探究 1.萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容:自然界中任何兩個(gè)物體都相互　　　,引力的方向在　　　　,引力的大小與　　　　　　　成正比、與它們之間距離r的二次方成　　　比. 2.公式:　　　　　 3.公式中F為兩個(gè)物體間的　　,單位:　　;m1、m2分別表示兩個(gè)物體的　　　,單位:　　;r為兩個(gè)物體間的　　,單位:　　. 4.G為　　　,G=　　　　,它是　　　　測(cè)定的. 合作探究 一、月地檢驗(yàn) 【自主探究】 在牛頓時(shí)代,地球表面重力加速度g、月地的距離r、月球的公轉(zhuǎn)周期T都能精確的測(cè)定,已知r=3.8108m,T=27.3天,g取9.8m/s2,月球軌道半徑即月地的距離r約為地球半徑R的60倍,求月球運(yùn)動(dòng)的向心加速度a和地球表面重力加速度g之比?該計(jì)算結(jié)果說(shuō)明了什么? 結(jié)論:　. 二、萬(wàn)有引力定律 【自主探究】 閱讀教材,思考問(wèn)題: 1.什么是萬(wàn)有引力?并舉出實(shí)例. 2.萬(wàn)有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律?其數(shù)學(xué)表達(dá)式如何?并注明每個(gè)符號(hào)的單位和物理意義. 3.萬(wàn)有引力定律的適用條件是什么? 【小組合作】 1.內(nèi)容: 2.公式: 3.公式適應(yīng)條件:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.當(dāng)物體之間的距離遠(yuǎn)大于物體本身時(shí),物體可看成質(zhì)點(diǎn);當(dāng)兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時(shí),它們間的引力也可直接用公式計(jì)算,但式中的r是指　　　　. 三、引力常量 【小組合作】 1.引力常量G: 2.卡文迪許在測(cè)G值時(shí)精妙在哪里? 3.引力常量的測(cè)定有何實(shí)際意義? 四、萬(wàn)有引力與重力 1.請(qǐng)估算兩位同學(xué)相距1m遠(yuǎn)時(shí)他們間的萬(wàn)有引力?(可設(shè)他們的質(zhì)量約為50kg) 2.已知地球的質(zhì)量約為6.01024kg,地球半徑為6.4106m,請(qǐng)估算其中一位同學(xué)和地球之間的萬(wàn)有引力是多大? 3.已知地球表面的重力加速度g為9.8m/s2,則其中一位同學(xué)所受重力是多少?并比較萬(wàn)有引力和重力? 【課堂小結(jié)】 課堂檢測(cè) 1.要使兩物體間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的,下列辦法不可采用的是(　　) A.使兩物體的質(zhì)量各減小一半,距離不變 B.使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來(lái)的,距離不變 C.使兩物體間的距離增為原來(lái)的2倍,質(zhì)量不變 D.距離和質(zhì)量都減為原來(lái)的 2.兩個(gè)大小相同的實(shí)心小鐵球緊靠在一起時(shí),它們之間的萬(wàn)有引力為F.若兩個(gè)半徑為原來(lái)2倍的實(shí)心大鐵球緊靠在一起,則它們之間的萬(wàn)有引力為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.4F B.2F C.8F D.16F 3.關(guān)于萬(wàn)有引力定律的正確說(shuō)法是(　　) A.F=G中的G是一個(gè)比例常數(shù),是沒(méi)有單位的 B.任何兩個(gè)物體都是相互吸引的,引力大小跟兩個(gè)物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比 C.萬(wàn)有引力定律是卡文迪許發(fā)現(xiàn)的 D.公式只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的引力計(jì)算 4.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.兩質(zhì)點(diǎn)間萬(wàn)有引力為F,當(dāng)它們間的距離增加一倍時(shí),它們之間的萬(wàn)有引力是 B.樹(shù)上的蘋果掉到地上,這說(shuō)明地球吸引蘋果的力大于蘋果吸引地球的力 C.由萬(wàn)有引力公式F=G可知,當(dāng)其他條件不變而r趨近0時(shí),F趨于無(wú)窮大 D.引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2,說(shuō)明它在數(shù)值上等于質(zhì)量為1kg的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距1m時(shí)的相互作用力 5.地球?qū)υ虑蚓哂邢喈?dāng)大的萬(wàn)有引力,他們不靠在一起的原因是(　　) A.不僅地球?qū)υ虑蚯以虑驅(qū)Φ厍蛞灿幸?而兩個(gè)力大小相等、方向相反,互相平衡了 B.地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力還不夠大 C.不僅地球?qū)υ虑蛴幸?太陽(yáng)系內(nèi)其他行星對(duì)月球也有引力,這些力的合力等于零 D.萬(wàn)有引力不斷地改變方向,使得月球繞地球運(yùn)行 6.關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力表達(dá)式F=G,下面說(shuō)法正確的是(　　) A.公式中G為常量,與太陽(yáng)和行星均無(wú)關(guān) B.公式中G由太陽(yáng)與行星間的距離、作用力和質(zhì)量決定 C.M和m受到的引力總是大小相等,方向相反,是一對(duì)平衡力 D.M和m受到的引力總是大小相等,方向相反,是作用力與反作用力 7.兩個(gè)質(zhì)量均為m的星體,其連線的垂直平分線為MN,O為兩星體連線的中點(diǎn).如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m的物體從O沿OM方向運(yùn)動(dòng),則它受到的萬(wàn)有引力大小變化情況是(　　) A.一直增大 B.一直減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 8.火星的半徑是地球半徑的一半,火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的;那么地球表面50kg的物體受到地球的吸引力約是火星表面同質(zhì)量的物體受到火星吸引力的　　　倍. 參考答案 自主探究 1.吸引　它們的連線上　物體的質(zhì)量m1和m2的乘積　反 2.F=G 3.引力　N　質(zhì)量　kg　距離　m 4.引力常量　6.6710-11Nm2/kg2　卡文迪許 合作探究 一、月地檢驗(yàn) a=()2r≈2.6910-3m/s2 設(shè)物體的質(zhì)量為m,在月球軌道上的物體受到的引力F1=G,物體在地面附近受到的F2=G,則有 結(jié)論:“天上的力”和“人間”的力是同一種力. 二、萬(wàn)有引力定律 1.自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引,引力的方向在它們的連線上,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. 2.F=G　F為兩個(gè)物體間的引力,單位:N; m1、m2分別表示兩個(gè)物體的質(zhì)量,單位:kg; r為兩個(gè)物體間的距離,單位:m; G為引力常數(shù);G=6.6710-11Nm2/kg2,它在數(shù)值上等于質(zhì)量分別是1kg的兩個(gè)物體相距1m時(shí)的相互作用力. 3.只適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的引力　兩球心間的距離 三、引力常量 1.G=6.6710-11Nm2/kg2. 2.該實(shí)驗(yàn)精巧之處:將不易觀察的微小變化量,轉(zhuǎn)化為容易觀察的顯著變化量,再根據(jù)顯著變化量與微小量的關(guān)系,算出微小變化量. 3.卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室測(cè)定引力常量G,表明萬(wàn)有引力定律適用于地面的任何兩個(gè)物體,用實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)一步證明了萬(wàn)有引力定律的普適性;同時(shí)使得包括計(jì)算星體質(zhì)量在內(nèi)的關(guān)于萬(wàn)有引力定律的定量計(jì)算成為可能. 四、萬(wàn)有引力與重力 1.由萬(wàn)有引力定律得:F=G 代入數(shù)據(jù)得:F1=1.710-7N. 2.由萬(wàn)有引力定律得:F=G 代入數(shù)據(jù)得:F2=493N. 3.G=mg=490N,比較結(jié)果萬(wàn)有引力比重力大. 課堂檢測(cè) 1.D　2.D　3.BD　4.D　5.D　6.AD　7.C　8. 2.25