第2节万有引力定律教学过程:新课教学1.引入2.组织学生讨论交流(1)为什么苹果从树上落向地面而不飞向天空
苹果做什么运动
苹果受到地球的吸引——重力、自由落体运动.(2)为什么月亮不会落到地球的表面,而是绕地球运动
月球绕地球做圆周运动,由力和运动的关系,明确向心力的来源——地球对月球的吸引力.(3)在地面上很高的地方,重力并没有明显减弱,因此重力能延伸到离地球很远的空间,那么月球受到重力作用吗
苹果树上的苹果相对地球静止,因此会落到地面;若月球相对地球静止,月球也将像苹果一样落回地面,月球在地面上空相对地球运动具有速度,没有落回地面,同样在月球处的苹果若具有与月球一样的运动速度,也将像月球一样不会落回地面.——月球和苹果受到的是同一性质的力.教师说明:上面这些问题也是牛顿从猜测开始思考的问题,牛顿将上述各运动联系起来研究后提出——这些力是属于同种性质的力,应遵循同一规律,并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间.3.拓展(1)行星绕太阳做圆周运动的向心力是什么呢
这个力与前面提到的苹果和月亮受的力是同一性质的力吗
(2)设想一下,苹果也可以变成“月球”吗
动画演示:山顶上水平抛苹果.4.万有引力定律行星绕太阳做圆周运动,向心力是太阳对行星的吸引力,这个力的大小跟什么因素有关
引导学生建立行星绕太阳做匀速圆周运动的模型,配合生动的动画演示,使学生运用所学知识独立完成推导工作.设太阳的质量为M,行星的质量为m,轨道半径为r,速率为v,周期为T,万有引力定律: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平方成反比.式中:G为万有引力常量.教师介绍此常量得出的历程,牛顿时代由于技术问题,没有精确的测量仪器,所以始终没有测量出此数值的大小,在此定律发表100多年后,由英国的卡文迪许利用扭秤测量出该数的值为.万