高中物理 第三章 万有引力定律 第2节 万有引力定律教学案 教科版必修2-教科版高一必修2物理教学案

第 2 节 万有引力定律1．牛顿认为所有物体之间存在万有引力，太阳与行星间的引力使得行星绕太阳运动。2．任何两个物体间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比。3．万有引力定律公式 F＝G，其中 G 为引力常量，G＝6.67×10－11 N·m2/ kg2。r 指两个质点之间的距离；对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离。4．在不考虑地球自转的情况下，在地球表面上的物体所受的重力近似等于地球对物体的万有引力，mg＝G。即：GM＝gR2。一、与引力有关现象的思考1．牛顿的思考苹果由于受到地球的吸引力落向地面；月球不沿直线运动而是绕地球做圆周运动，表明月球受到方向指向地心的向心力作用。2．思考的结论(1)月球必定受到地球对它的引力作用。(2)苹果落地中苹果与月球在运动中受到的都是地球对它们的引力。(3)行星围绕太阳运动的向心力由太阳对行星的引力提供。二、太阳与行星间引力的推导1．模型简化：行星以太阳为圆心做匀速圆周运动，太阳对行星的引力提供了行星做匀速圆周运动的向心力。2．推导过程：(1)太阳对行星的引力⇒F ∝ (2)行星对太阳的引力根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力 F′的大小也存在与上述关系类似的结果，即 F′∝。(3)太阳与行星间的引力由于 F∝、F′∝，且 F＝F′，则有 F∝，写成等式 F＝G，式中 G 为比例系数。三、万有引力定律1．内容任何两个物体之间都存在相互作用的引力，引力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与这两个物体之间的距离的平方成反比。2．公式F＝G。3．引力常量(1)数值：英国物理学家 卡文迪许 较准确地得出了 G 的数值， G＝6.67×10 － 11 N·m2/kg2，是一个与物质种类无关的普适常量。(2)物理意义：引力常量在数值上等于两个质量为 1 kg 的质点相距 1 m 时的吸引力。1．自主思考——判一判(1)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。(×)(2)行星绕太阳的运动不需要力的作用。(×)(3)匀速圆周运动的规律同样适用于行星运动。(√)(4)太阳与行星间作用力的公式 F＝G 也适用于行星与它的卫星之间。(√)(5)万有引力定律适用于两个质点间的相互作用力的计算。(√)(6)万有引力不仅存在于天体之间，也存在于普通物体之间。(√)2．合作探究——议一议(1)苹果由于受地球的吸引力落向地面，月球受地球的引力作用，为何不落向地面？提示：月球受地球的引力作用，而这种作用恰好提供月球绕...