湖南省中方縣高中物理 第六章 萬有引力與航天 6.3 萬有引力定律教案 新人教版必修2.doc

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3　萬有引力定律 學習目標 1.通過學習牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的思路和過程,知道地球上的重物下落與天體運動的統(tǒng)一性. 2.知道萬有引力是一種存在于所有物體之間的吸引力,知道萬有引力定律公式的適用范圍. 3.通過計算人與人之間、人與地球之間的萬有引力,理解萬有引力定律的含義并會用萬有引力定律公式解決簡單的引力計算問題. 4.通過學習卡文迪許扭秤實驗理解萬有引力常量的意義,了解它的測定方法. 自主探究 1.萬有引力定律的內(nèi)容:自然界中任何兩個物體都相互　　　,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為兩個物體間的　　,單位:　　;m1、m2分別表示兩個物體的　　　,單位:　　;r為兩個物體間的　　,單位:　　. 4.G為　　　,G=　　　　,它是　　　　測定的. 合作探究 一、月地檢驗 【自主探究】 在牛頓時代,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,求月球運動的向心加速度a和地球表面重力加速度g之比?該計算結(jié)果說明了什么? 結(jié)論:　. 二、萬有引力定律 【自主探究】 閱讀教材,思考問題: 1.什么是萬有引力?并舉出實例. 2.萬有引力定律怎樣反映物體之間相互作用的規(guī)律?其數(shù)學表達式如何?并注明每個符號的單位和物理意義. 3.萬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.公式適應條件:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　.當物體之間的距離遠大于物體本身時,物體可看成質(zhì)點;當兩物體是質(zhì)量分布均勻的球體時,它們間的引力也可直接用公式計算,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G值時精妙在哪里? 3.引力常量的測定有何實際意義? 四、萬有引力與重力 1.請估算兩位同學相距1m遠時他們間的萬有引力?(可設他們的質(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,請估算其中一位同學和地球之間的萬有引力是多大? 3.已知地球表面的重力加速度g為9.8m/s2,則其中一位同學所受重力是多少?并比較萬有引力和重力? 【課堂小結(jié)】 課堂檢測 1.要使兩物體間的萬有引力減小到原來的,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.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的,距離不變 C.使兩物體間的距離增為原來的2倍,質(zhì)量不變 D.距離和質(zhì)量都減為原來的 2.兩個大小相同的實心小鐵球緊靠在一起時,它們之間的萬有引力為F.若兩個半徑為原來2倍的實心大鐵球緊靠在一起,則它們之間的萬有引力為(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.4F B.2F C.8F D.16F 3.關(guān)于萬有引力定律的正確說法是(　　) A.F=G中的G是一個比例常數(shù),是沒有單位的 B.任何兩個物體都是相互吸引的,引力大小跟兩個物體的質(zhì)量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比 C.萬有引力定律是卡文迪許發(fā)現(xiàn)的 D.公式只適用于兩個質(zhì)點之間的引力計算 4.下列說法中正確的是(　　) A.兩質(zhì)點間萬有引力為F,當它們間的距離增加一倍時,它們之間的萬有引力是 B.樹上的蘋果掉到地上,這說明地球吸引蘋果的力大于蘋果吸引地球的力 C.由萬有引力公式F=G可知,當其他條件不變而r趨近0時,F趨于無窮大 D.引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2,說明它在數(shù)值上等于質(zhì)量為1kg的兩個質(zhì)點相距1m時的相互作用力 5.地球?qū)υ虑蚓哂邢喈敶蟮娜f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?而兩個力大小相等、方向相反,互相平衡了 B.地球?qū)υ虑虻娜f有引力還不夠大 C.不僅地球?qū)υ虑蛴幸?太陽系內(nèi)其他行星對月球也有引力,這些力的合力等于零 D.萬有引力不斷地改變方向,使得月球繞地球運行 6.關(guān)于太陽對行星的引力表達式F=G,下面說法正確的是(　　) A.公式中G為常量,與太陽和行星均無關(guān) B.公式中G由太陽與行星間的距離、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.如圖所示,一個質(zhì)量為m的物體從O沿OM方向運動,則它受到的萬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 a=()2r≈2.6910-3m/s2 設物體的質(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、萬有引力定律 1.自然界中任何兩個物體都相互吸引,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為兩個物體間的引力,單位:N; m1、m2分別表示兩個物體的質(zhì)量,單位:kg; r為兩個物體間的距離,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的兩個物體相距1m時的相互作用力. 3.只適用于兩個質(zhì)點間的引力　兩球心間的距離 三、引力常量 1.G=6.6710-11Nm2/kg2. 2.該實驗精巧之處: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.卡文迪許在實驗室測定引力常量G,表明萬有引力定律適用于地面的任何兩個物體,用實驗方法進一步證明了萬有引力定律的普適性;同時使得包括計算星體質(zhì)量在內(nèi)的關(guān)于萬有引力定律的定量計算成為可能. 四、萬有引力與重力 1.由萬有引力定律得:F=G 代入數(shù)據(jù)得:F1=1.710-7N. 2.由萬有引力定律得:F=G 代入數(shù)據(jù)得:F2=493N. 3.G=mg=490N,比較結(jié)果萬有引力比重力大. 課堂檢測 1.D　2.D　3.BD　4.D　5.D　6.AD　7.C　8. 2.25