高中物理 第三章 万有引力定律 2 万有引力定律教案2 教科版必修2-教科版高一必修2物理教案VIP免费

第2节万有引力定律教学过程：教学环节教师活动学生活动设计说明引入新课新课教学引导学生阅读教材第47页，由向心力公式和开普勒第三定律推导出：一、若把行星绕太阳的运动简化为匀速圆周运动，太阳与行星间的引力规律的推导．对此问题，英国科学家牛顿做了深入的思考与分析，下面就让我学生讨论并回答：太阳对行星的引力F为行星运动所受的向心力，即其中m为行星的质量，r为行星轨道半径，即太阳与行星的距离．由上式可得出结论：太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星与太阳的距离的二次方成反比．即：根据牛顿第三定律，太阳吸引行星的力与行星吸引太阳的力是同性质的相互作用力．既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比，那么行星对太阳也有作用力，也应与太阳的质量M成正比，即：用文字表述为：太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比．让学生参与论证牛顿的猜想讨论与思考课堂讨论学生分析引导学生阅读教材第49页“物理在线”牛顿的月地检验的内容们一起来经历一下这个思考过程．二、牛顿的猜想（一）猜想一——关于苹果和月亮受力关系的猜想苹果与月亮受到的力可能是同一种力．1．树上脱落的苹果为什么会落地而不飞向天空？2．如果苹果树长得像山一样高，结果如何？3．如果苹果树长到月亮轨道的高处，结果又如何？4．那么天上的月亮为什么掉不下来？5．如果月亮停止转动，月亮也会掉下来吗？6．如果苹果具有抛射速度，是否会像月亮一样落不下来呢？牛顿的抛体设想：将物体抛出，速度越大，抛射越远，当速度大到一定值，物体将绕地飞行，永不触及地球．（二）猜想二——关于苹果和月亮受力规律的猜想既然月亮绕地球运行的方式与行星绕太阳的运行方式相似，那么地球对月亮的引力和太阳对行星的引力就有可能是同一种力，如果这种猜想成立，再结合上一猜想，那么苹果受到的力与月亮受到的力应遵从“平方反比”的关系．如何来检验进一步的猜想呢？下面列出的是当时可以测量的物理量，根据这些量，请你分析怎牛顿还研究了月地间的引力、许多不同物体间的作用力都遵循上述引力规律，他把这一规律推广到自然界中任意两个物体间，即具有划时代意义的万有引力定律．学生答：1．苹果受重力作用．2．依然落地．3．依然落地．4．月球绕地球旋转，所受地球引力提供向心力．5．是的6．是的结论：苹果受到的力与月亮受到的力应该是同一种力．学生回答：月球轨道处的加速度体会牛顿的思维过程课堂思考介绍牛顿的工作牛顿的功绩万有引力定律样可以检验地球对月亮的引力与距离的平方成反比的关系？（三）猜想三——大胆合理外推既然苹果与地球、月亮与地球以及行星与太阳之间的力都是同一种的力，那么你有何想法？牛顿利用他发明的微积分解决了式中r的含义，r是指两星体球心间的距离．他运用相当复杂的几何方法根据开普勒第二定律，证明了这个规律在行星进行椭圆轨道运行时仍然成立．牛顿在17世纪60年代到17世纪80年代的20年中，把引力思想不断扩展最终扩展到宇宙万物中：任意两个物体之间都存在吸引力．牛顿的理论著作：1687年发表《自然哲学的数学原理》，对猜想进行严格地理论证明．三、万有引力定律（一）内容任何两个物体之间都存在相互作用的引力，这个力的大小与这两个物体的质量的乘积成正比，与两物体之间的距离的二次方成反比．（二）表达式：结论：苹果受到的引力与月亮受到的引力应该遵从“平方反比”的关系．学生回答：地球对卫星也遵守平方反比关系．学生记笔记．学生介绍课下查找的资料．1682年8月，天空出现一颗特殊彗星，它非常明亮且拖着长长的彗尾．哈雷认真观测了这颗彗星，并与历史上的记录做了比较，发现曾经有两颗彗星与这颗彗星很了解地月检验体会万有引力定律发现的意义万有引力的验证万有引力常量的测量式中：G为万有引力常量，r为两物体中心的距离．相距很远的物体可以看成质点，对球形物体而言，r为球心距离．（三）适用条件：两质点之间四、万有引力的验证（一）哈雷彗星回归预测（二）万有引力常量的测量虽然万有引力的准确性被验证了，但人们还是被一些问题困扰着：物体间的引力能否测出？万有引力常量G数值为多大？...